WO2023171217A1 - ガラス基板 - Google Patents

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WO2023171217A1
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glass substrate
stress
glass
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tensile stress
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PCT/JP2023/004124
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Inventor
佳範 西川
Original Assignee
日本電気硝子株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/06—Forming glass sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B25/00—Annealing glass products
    • C03B25/04—Annealing glass products in a continuous way
    • C03B25/10—Annealing glass products in a continuous way with vertical displacement of the glass products
    • C03B25/12—Annealing glass products in a continuous way with vertical displacement of the glass products of glass sheets

Definitions

  • the present disclosure relates to a glass substrate for a display.
  • Patent Document 1 discloses a glass substrate with compressive stress distributed along its edges as a glass substrate for a display that can reduce warpage.
  • the manufacturing process of a display may include a process that has strict requirements regarding warpage of the glass substrate.
  • the gap between the conveyor surface of the conveyor that conveys the glass substrate and the nozzle that applies resin to the glass substrate that is being conveyed may be extremely narrow (for example, about 1 mm).
  • the glass substrate may pass through this gap.
  • the technical problem to be solved is to provide a glass substrate for displays that can be used in processes that have strict requirements against warpage.
  • the glass substrate for solving the above problems is a glass substrate for display with a thickness of 0.6 mm or less, and in the stress distribution of the glass substrate, the stress with the maximum absolute value is Characterized by tensile stress.
  • this glass substrate warpage can be extremely reduced. As a result, it is possible to obtain a glass substrate for a display that can be used in processes that have strict requirements against warpage.
  • the glass substrate may have a rectangular shape, and the tensile stress may be distributed on one of the two opposing sides of the glass substrate, and the compressive stress may be distributed on the other side.
  • the glass substrate may have a rectangular shape, and the tensile stress may be distributed over the entire circumference of the end portion of the glass substrate except for the corner portions.
  • the glass substrate has a rectangular shape, and the length of the shortest side of the glass substrate is 1000 mm or more.
  • the front and back surfaces of the glass substrate are fire-coated surfaces.
  • the front and back surfaces of the glass substrate will be smooth surfaces free of micro defects (microcracks, etc.), which is advantageous in increasing the strength of the glass substrate.
  • the glass substrate according to the present disclosure it is possible to support display manufacturing processes that have strict requirements against warping.
  • FIG. 3 is a plan view showing a glass substrate.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a glass substrate.
  • FIG. 3 is a plan view showing a glass substrate.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the stress at which the absolute value is maximum and the magnitude of warpage.
  • the glass substrate 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1 is a substrate for displays such as liquid crystal displays and plasma displays, and has a thickness of 0.6 mm or less.
  • the shape of the glass substrate 1 is rectangular in plan view.
  • the front and back surfaces of the glass substrate 1 are formed of fired surfaces.
  • the four end surfaces 1a to 1d of the glass substrate 1 may be formed, for example, by unpolished cut surfaces, or may be formed by a processed surface (polished surface) with a grindstone.
  • the glass substrate 1 has warpage (unevenness) on its front and back surfaces depending on its thermal history.
  • the length of the shortest side of the glass substrate 1 (the smaller of the horizontal dimension X and the vertical dimension Y) is preferably 1000 mm or more.
  • the length of the shortest side is more preferably 1500 mm or more, still more preferably 2000 mm or more, and most preferably 2500 mm or more.
  • the upper limit of the length of the shortest side is, for example, 3500 mm or less.
  • the thickness of the glass substrate 1 is 0.5 mm or less.
  • the lower limit of the thickness of the glass substrate 1 is, for example, 0.2 mm or more.
  • an example of the specific size of the glass substrate 1 is G8.5 size
  • the horizontal dimension X is 2500 mm
  • the vertical dimension Y is 2200 mm.
  • a specific example of the thickness of the glass substrate 1 is 0.5 mm.
  • the glass substrate 1 is made of, for example, silicate glass or silica glass, preferably borosilicate glass, soda lime glass, aluminosilicate glass, chemically strengthened glass, or alkali-free glass.
  • alkali-free glass refers to glass that does not substantially contain alkali components (alkali metal oxides), and specifically, glass in which the weight ratio of alkali components is 3000 ppm or less. be.
  • the weight ratio of the alkali component in the present invention is preferably 1000 ppm or less, more preferably 500 ppm or less, and most preferably 300 ppm or less.
  • Tensile stress (stress that takes a positive value) and compressive stress (stress that takes a negative value) are distributed on the glass substrate 1, but the stress that has the maximum absolute value in the glass substrate 1 is This occurs at the edge of the substrate 1.
  • (1) when comparing the absolute values of (1) the maximum tensile stress value and (2) the maximum compressive stress value, (1) is larger. .
  • tensile stress is distributed in a region A shown by cross hatching in FIG. In other words, in the present glass substrate 1, tensile stress is distributed over the entire circumference of the end portion of the glass substrate 1 except for the corner portions (four corners). Furthermore, the largest tensile stress among the tensile stresses occurring in the glass substrate 1 is distributed in the region A, including the largest tensile stress.
  • the stress distribution of the glass substrate 1 having the above G8.5 size and a thickness of 0.5 mm is illustrated in [Table 1] and [Table 2] below.
  • this glass substrate 1 among the stress distributions of the glass substrate 1, the stress distribution at the edges where the stress with the maximum absolute value occurs is important, so only the stress distribution at the edges is considered. Shown in the table. Note that in [Table 1] and [Table 2], strain is used as an index to indicate the magnitude of stress.
  • tensile strain (tensile stress) is distributed all around the edge of the glass substrate 1 except for the corner portions.
  • [Table 1] and [Table 2] are tables showing approximate stress distributions to make it easier to understand the outline of the stress distribution at the edge of the glass substrate 1, and do not accurately show the actual measurement results. It's not a thing.
  • the magnitude of strain remaining in the glass substrate 1 is measured using a birefringence measuring device (product name: ABR-10A) manufactured by Uniopto.
  • the pitch of the measurement points is set to 100 mm from the viewpoint of efficiently and accurately grasping the strain distribution.
  • This manufacturing method consists of a forming process ( Figure 2) in which a glass ribbon 3 is formed from a molten glass 2, a slow cooling process ( Figure 2) in which the formed glass ribbon 3 is slowly cooled, and a glass ribbon 3 is formed into a glass ribbon 3 after being slowly cooled.
  • An acquisition step (not shown) for acquiring the substrate 1 is included. In this manufacturing method, each of the above steps is repeatedly performed.
  • a glass ribbon 3 is formed by an overflow down-draw method using a formed body 4 having a wedge-shaped cross-sectional shape.
  • the front and back surfaces of the glass ribbon 3 and by extension, the front and back surfaces of the glass substrate 1 obtained from the glass ribbon 3, are formed into fire-formed surfaces.
  • the molded body 4 has a groove 4a formed at the top to allow the molten glass 2 to flow in, a pair of side surfaces 4b, 4b for allowing the molten glass 2 overflowing from the groove 4a to flow down, respectively, and both side surfaces. 4b, and a lower end 4c for fusing and integrating the molten glass 2 that has flowed down along 4b.
  • a glass ribbon 3 is continuously produced from the molten glass 2 fused and integrated at the lower end 4c.
  • the glass ribbon 3 flowing down from the lower end 4c of the molded body 4 is sent downward by an edge roller 5 arranged directly below the molded body 4.
  • the edge rollers 5 are installed corresponding to both ends of the glass ribbon 3 in the width direction (direction perpendicular to the plane of the paper in FIG. 2), and by pinching both ends from both the front and back sides, the edge rollers 5 roll the glass ribbon 3. Suppresses shrinkage in the width direction.
  • the molten glass 2 is made to flow into the groove 4a of the molded body 4 from the back side of the page of FIG. 2 toward the front side of the page.
  • the end located on the back side in the paper is referred to as the "H side end”
  • the end located on the near side in the paper is referred to as the "C side”. "end”.
  • the glass ribbon 3 is heated using annealer rollers 7 arranged in multiple stages above and below in the annealing furnace 6 and a plurality of heaters 8 installed on the inner wall surface of the annealing furnace 6. While being conveyed downward, it is slowly cooled to a temperature below the strain point.
  • Annealer rollers 7 arranged in multiple upper and lower stages are installed corresponding to each of the H-side end and C-side end of the glass ribbon 3, with both ends sandwiched from both the front and back sides, respectively. Send the glass ribbon 3 downward with .
  • the plurality of heaters 8 are arranged along the vertical direction and the width direction. These plurality of heaters 8 form a temperature gradient in the glass ribbon 3 along the vertical direction, and adjust the temperature distribution of the glass ribbon 3 along the width direction.
  • a plurality of heaters 8 are used to move the H-side end and C-side end of the glass ribbon 3 in the width direction to the central part (the part located between the H-side end and the C-side end). It is designed to cool down more slowly than before. By performing such adjustment, the stress distribution of the glass substrate 1 obtained from the glass ribbon 3 later becomes the stress distribution as shown in [Table 1] and [Table 2] above. Note that the difference in cooling speed between the H side end portion, the C side end portion, and the center portion influences the magnitude of the tensile stress (tensile strain) generated in the glass substrate 1.
  • the maximum value of the tensile stress in the stress distribution can be increased, and by decreasing the speed difference, the maximum value of the tensile stress in the stress distribution can be decreased.
  • the extending direction of the end surface 1a and the end surface 1c corresponds to the vertical direction (conveying direction) of the glass ribbon 3
  • the extending direction of the end surface 1b and the end surface 1d corresponds to the extending direction of the glass ribbon 3. 3 in the width direction.
  • the glass ribbon 3 is molded by an overflow down-draw method in the molding process, but the glass ribbon 3 may be molded by other down-draw methods.
  • the glass ribbon 3 may be formed by a slot down-draw method or a re-draw method.
  • the glass ribbon 3 after being slowly cooled is cut along the width direction every predetermined length, and glass plates are continuously cut out from the glass ribbon 3.
  • the cut surfaces formed by this cutting become the end surfaces 1b and 1d of the glass substrate 1.
  • bending stress is applied to the periphery of the scribe line to break the glass ribbon 3.
  • the H side end portion and the C side end portion include ears that are thicker than other portions.
  • the H side end and the C side including the ears are cut from the glass plate. Separate and remove the ends.
  • a cleaning step or the like may be performed to clean the surface. In this way, the glass substrate 1 shown in FIG. 1 is obtained.
  • FIG. 3 shows a glass substrate 1 according to the second embodiment.
  • the following [Table 3] and [Table 4] illustrate the stress distribution at the edge of the glass substrate 1 according to the second embodiment.
  • the numerical values shown in [Table 3] and [Table 4] are written in accordance with the respective numerical values shown in [Table 1] and [Table 2] above.
  • tensile strain (tensile stress) is distributed in a portion of the side portion corresponding to the end surface 1b that is closer to the end surface 1a, and a portion of the side portion corresponding to the end surface 1d that is closer to the end surface 1a.
  • the entire side corresponding to the end surface 1c, the portion of the side corresponding to the end surface 1b that is closer to the end surface 1c, and the portion of the side corresponding to the end surface 1d that is closer to the end surface 1c are subjected to compressive strain.
  • the H side end of the glass ribbon 3 is lower than the C side end and the central part. Just let it cool down slowly.
  • the end surface 1a of the glass substrate 1 corresponds to the H-side end of the glass ribbon 3
  • the end surface 1c of the glass substrate 1 corresponds to the C-side end of the glass ribbon 3.
  • FIG. 4 shows the magnitude of warpage (unit: [ ⁇ m]).
  • the value of the tensile stress is 0.36 to 0.9 (unit is [MPa], and the birefringence measurement made by UniOpt Co., Ltd. above) (calculated from the measurement results of the device).
  • the compressive stress indicated by the triangle mark in "stress” the value of the compressive stress is 0.54 to 1.02.
  • a line 9 shown in FIG. 4 indicates the allowable limit value of warpage. That is, the area below the line 9 is the allowable range for the magnitude of warpage.
  • the allowable limit value in the slit coater process for forming a resin film on the glass substrate 1 is set to, for example, 300 ⁇ m.
  • the magnitude of the warpage of the glass substrate 1 was measured by the method disclosed in Patent Document 2. Specifically, first, the entire surface of the glass substrate 1 is scanned at 100 mm intervals while the glass substrate 1 is placed in a horizontal position on a floating surface plate, thereby determining the distribution of the amount of warpage (glass substrate 1 (height distribution of the top surface). From the distribution of the amount of warpage, the difference between the maximum value and the minimum value of the amount of warp in the vertical direction of the glass substrate 1 (the conveyance direction of the glass ribbon 3) is calculated as the warp in the vertical direction. The warpage in the vertical direction is determined at intervals of 100 mm in the lateral direction of the glass substrate 1 (width direction of the glass ribbon 3), and the maximum value is taken as the warp. Note that since the warpage in the vertical direction tends to be larger than the warp in the horizontal direction, calculation of the warp in the horizontal direction is omitted.
  • the stress with the maximum absolute value is tensile stress
  • the magnitude of warpage is smaller than the allowable limit value in all cases.
  • the stress with the maximum absolute value is compressive stress
  • the magnitude of warpage is approximately the same as the allowable limit value, or is larger than the allowable limit value, and in some cases, the allowable limit value is larger than the allowable limit value.
  • the glass substrate 1 has a tensile stress where the stress with the maximum absolute value in the stress distribution of the glass substrate 1 can be used, the magnitude of warpage can be extremely small, and it can be used for displays that have strict requirements against warpage. It can be seen that it can also be applied to manufacturing processes.
  • the tensile stress value is 0.36 to 0.9, but it is preferable that the tensile stress value falls within the range of 0.24 to 1.02.
  • the value of the tensile stress is greater than 1.02, the quality of the display in which the glass substrate 1 is incorporated may be adversely affected due to a change in the refractive index.
  • the glass substrate 1 has a rectangular shape, but as a modification, the glass substrate 1 may have any shape other than the rectangular shape (for example, circular shape, etc.).

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Abstract

ディスプレイ用の厚みが０．６ｍｍ以下のガラス基板１について、当該ガラス基板１の応力分布において、絶対値が最大となる応力が引張応力であるようにした。

Description

ガラス基板
　本開示は、ディスプレイ用のガラス基板に関する。
　液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等に代表されるディスプレイには、ガラス基板が組み込まれている。このディスプレイ用のガラス基板に要求される性能の一つとして、反りが小さいことが挙げられる。反りは、ガラス基板のサイズが大きいほど、また厚みが薄いほど大きくなりやすい。特許文献１には、反りを低減できるディスプレイ用のガラス基板として、端部に沿って圧縮応力が分布したガラス基板が開示されている。
特開２００１－１８０９５７号公報 特開２０１３－１３０４１７号公報
　しかしながら、特許文献１に開示されたガラス基板においても、反りに起因して未だ下記のような問題が生じることがある。
　すなわち、ディスプレイの製造工程の中には、ガラス基板の反りに対して厳しい要求のある工程が含まれる場合がある。例えば、ガラス基板に樹脂膜を形成するスリットコーター工程では、ガラス基板を搬送するコンベアの搬送面と、搬送中のガラス基板に樹脂を塗布するノズルとの隙間が極めて狭い（例えば１ｍｍ程度）ことがあり、この隙間をガラス基板に通過させる必要がある。このとき、反りに起因してガラス基板とノズルとが衝突し、ガラス基板やノズルが破損してしまう場合があった。
　以上の事情に鑑みて解決すべき技術的課題は、反りに対して厳しい要求のある工程にも対応できるディスプレイ用のガラス基板を提供することである。
　発明者は、鋭意研究の結果、ディスプレイ用の厚みが０．６ｍｍ以下のガラス基板について、絶対値が最大となる応力が引張応力であるような応力分布をガラス基板が有していれば、反りを極めて小さくできることを知見するに至った。つまり、ガラス基板の応力分布において、（１）最大の引張応力の値（正の値）と、（２）最大の圧縮応力の値（負の値）との間で絶対値を比較したときに、（１）の方が大きければ、反りを極めて小さくできることを見出した。
　上記の知見に基づき、上記の課題を解決するためのガラス基板は、ディスプレイ用の厚みが０．６ｍｍ以下のガラス基板であって、当該ガラス基板の応力分布において、絶対値が最大となる応力が引張応力であることを特徴とする。
　本ガラス基板によれば、反りを極めて小さくできる。その結果、反りに対して厳しい要求のある工程にも対応できるディスプレイ用のガラス基板とすることが可能である。
　上記の構成において、ガラス基板が矩形状を有し、当該ガラス基板の対向する二つの辺部の一方に引張応力が分布し、他方に圧縮応力が分布していてもよい。
　このように二つの辺部の一方に引張応力が分布し、他方に圧縮応力が分布している場合でも、絶対値が最大となる応力が引張応力であれば、反りを極めて小さくできる。
　上記の構成において、ガラス基板が矩形状を有し、当該ガラス基板のコーナー部を除く端部全周に引張応力が分布していてもよい。
　このようにコーナー部を除く端部全周に引張応力が分布している場合、応力のバランスを取るためにガラス基板の中央部（端部に囲われた部位）には圧縮応力が分布する。このような応力分布の下では、さらに反りを小さくすることが可能である。
　上記の構成において、ガラス基板が矩形状を有し、当該ガラス基板における最短の辺の長さが１０００ｍｍ以上であることが好ましい。
　ガラス基板のサイズが大きいほど、当該ガラス基板の反りも大きくなりやすい。このため、最短の辺の長さが１０００ｍｍ以上であるようなサイズのガラス基板においては、既述の反りを小さくできる効果を好適に享受することが可能である。
　上記の構成において、ガラス基板の表裏面が火造り面であることが好ましい。
　このようにすれば、ガラス基板の表裏面が、微小欠陥（マイクロクラック等）が存在しない平滑な面となるため、ガラス基板の強度を高める上で有利となる。
　本開示に係るガラス基板によれば、反りに対して厳しい要求のあるディスプレイの製造工程にも対応することが可能である。
ガラス基板を示す平面図である。 ガラス基板の製造方法を示す断面図である。 ガラス基板を示す平面図である。 絶対値が最大となる応力と反りの大きさとの関係を示す図である。
　以下、実施形態に係るガラス基板について、添付の図面を参照しながら説明する。
＜第一実施形態＞
　図１に示した第一実施形態に係るガラス基板１は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等に代表されるディスプレイ用の基板であり、その厚みは０．６ｍｍ以下となっている。ガラス基板１の形状は平面視で矩形状である。ガラス基板１の表裏面は火造り面で形成されている。一方、ガラス基板１の四箇所の端面１ａ～１ｄは、例えば未研磨の切断面で形成されてもよく、砥石による加工面（研磨面）で形成されてもよい。ガラス基板１には熱履歴に応じて表裏面に反り（凹凸）が生じている。
　後述のように、本ガラス基板１によれば、反りを極めて小さくできる。反りは、ガラス基板１のサイズが大きいほど、また厚みが薄いほど大きくなりやすい。従って、より大サイズの基板や、より薄型の基板において、反りを小さくできる効果を好適に享受し得ることになる。この観点から、ガラス基板１の最短の辺の長さ（横方向寸法Ｘと縦方向寸法Ｙのうちの小さい方）は１０００ｍｍ以上とすることが好ましい。なお、最短の辺の長さは、より好ましくは１５００ｍｍ以上であり、更に好ましくは２０００ｍｍ以上であり、最も好ましくは２５００ｍｍ以上である。一方、最短の辺の長さの上限は、例えば３５００ｍｍ以下である。また、ガラス基板１の厚みは、０．５ｍｍ以下であることが好ましい。一方、ガラス基板１の厚みの下限は、例えば０．２ｍｍ以上である。
　ここで、ガラス基板１の具体的なサイズの一例は、Ｇ８．５サイズであり、その横方向寸法Ｘは２５００ｍｍであり、縦方向寸法Ｙは２２００ｍｍである。また、ガラス基板１の具体的な厚みの一例は０．５ｍｍである。
　ガラス基板１は、例えば、ケイ酸塩ガラス、シリカガラスが用いられ、好ましくはホウ珪酸ガラス、ソーダライムガラス、アルミノ珪酸塩ガラス、化学強化ガラス、無アルカリガラスにより構成される。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。
　ガラス基板１には、引張応力（正の値をとる応力）、及び、圧縮応力（負の値をとる応力）が分布しているが、ガラス基板１において絶対値が最大となる応力は、ガラス基板１の端部に発生する。そして、本ガラス基板１では、（１）最大の引張応力の値と、（２）最大の圧縮応力の値との間で絶対値を比較したときに、（１）の方が大きくなっている。また、本ガラス基板１では、図１にクロスハッチングを施して示す領域Ａに引張応力が分布している。つまり、本ガラス基板１においては、当該ガラス基板１のコーナー部（四隅）を除く端部全周に引張応力が分布していることになる。さらに、領域Ａには、最大の引張応力を含め、ガラス基板１に発生している引張応力のうちの最大級の引張応力が分布している。
　上記のＧ８．５サイズ、厚みが０．５ｍｍのガラス基板１の応力分布を下記の［表１］および［表２］に例示する。なお、本ガラス基板１では、当該ガラス基板１の応力分布のうち、絶対値が最大となる応力が発生する部位である端部の応力分布が重要となることから、端部における応力分布のみを表に示している。なお、［表１］および［表２］では、応力の大小を示すための指標として歪を用いている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　［表１］および［表２］の「Ｘ方向位置（ｍｍ）」に記された５，１００，・・・２３００，２４９５の数値、及び、「Ｙ方向位置（ｍｍ）」に記された５，２００，・・・２０００，２１９５の数値は、図１にて左上に位置するガラス基板１のコーナー部を原点としたときのＸ座標、及び、Ｙ座標にそれぞれ対応する値（単位は［ｍｍ］）である。
　［表１］において、Ｘ方向位置およびＹ方向位置により特定される各地点に対応して記された数値は、各地点に発生した歪の絶対値の大小関係を相対的に示すためのものであり、最大の絶対値を１．０としたときの相対値を示している。同数値は０～１．０の範囲内の値を取り得る。［表１］に挙げた例では、Ｘ方向位置＝５，Ｙ方向位置＝１４００の地点で絶対値が最大となる歪（数値が１．０）が発生し、Ｘ方向位置＝８００，Ｙ方向位置＝２１９５の地点で絶対値が最小となる歪（数値が０．２）が発生している。
　［表２］において、Ｘ方向位置およびＹ方向位置により特定される各地点に対応して記された数値は、角度を示している。具体的には、各地点で相対的に圧縮歪（圧縮応力）となる方向が、Ｘ方向（平面視でガラス基板１の端面１ｂおよび端面１ｄが延びる方向）に対して傾いた角度（単位は［°］）を示している。同数値は－９０～９０の範囲内の値を取り得る。
　［表２］のＸ方向位置＝５となる列に着目すると、Ｘ方向位置＝５，Ｙ方向位置＝２００，４００，・・・１８００，２０００に対応する各地点の数値の多くは、０に近い値であって－９０や９０に近い値ではない。すなわち、ガラス基板１の端面１ａに対応する辺部（端部）には引張歪が分布している。また、Ｘ方向位置＝２４９５となる列に着目すると、Ｘ方向位置＝２４９５，Ｙ方向位置＝２００，４００，・・・１８００，２０００に対応する各地点の数値の多くは、０に近い値であって－９０や９０に近い値ではない。すなわち、ガラス基板１の端面１ｃに対応する辺部（端部）には引張歪が分布している。
　［表２］のＹ方向位置＝５となる行に着目すると、Ｙ方向位置＝５，Ｘ方向位置＝１００，３００，・・・２１００，２３００に対応する各地点の数値の多くは、－９０或いは９０に近い値であって０に近い値ではない。すなわち、ガラス基板１の端面１ｂに対応する辺部（端部）には引張歪が分布している。また、Ｙ方向位置＝２１９５となる行に着目すると、Ｙ方向位置＝２１９５，Ｘ方向位置＝１００，３００，・・・２１００，２３００に対応する各地点の数値の多くは、－９０或いは９０に近い値であって０に近い値ではない。すなわち、ガラス基板１の端面１ｄに対応する辺部（端部）には引張歪が分布している。
　以上の事項から理解できるように、ガラス基板１のコーナー部を除く端部全周において、引張歪（引張応力）が分布していることになる。そして、本ガラス基板１においては、絶対値が最大となる応力（引張応力）が、ガラス基板１の端面１ａ近傍（Ｘ方向位置＝５，Ｙ方向位置＝１４００の地点）に発生している。
　なお、［表１］および［表２］は、ガラス基板１の端部における応力分布の概要が理解しやすいように、おおよその応力分布を示した表であり、実際の測定結果を正確に示すものではない。実際の測定に際しては、ガラス基板１に残留する歪の大きさをユニオプト社製の複屈折測定装置（製品名：ＡＢＲ－１０Ａ）で測定する。また、実際の測定に際しては、歪の分布を効率よく正確に把握する観点から、測定箇所のピッチ（隣り合う測定箇所同士の間隔）は、１００ｍｍとする。
　以下、上記のガラス基板１を製造するための方法について説明する。
　本製造方法は、溶融ガラス２からガラスリボン３を成形する成形工程（図２）と、成形したガラスリボン３を徐冷する徐冷工程（図２）と、徐冷後のガラスリボン３からガラス基板１を取得する取得工程（図示省略）と、を含んでいる。本製造方法では、上記の各工程を繰り返し実行する。
　図２に示した成形工程では、楔状の断面形状を有する成形体４を用いて、オーバーフローダウンドロー法によりガラスリボン３を成形する。同方法によりガラスリボン３を成形することで、ガラスリボン３の表裏面、ひいてはガラスリボン３から取得されるガラス基板１の表裏面が火造り面に形成される。
　成形体４は、溶融ガラス２を流入させるべく頂部に形成された溝４ａと、溝４ａから両側方に溢れ出た溶融ガラス２をそれぞれ流下させるための一対の側面部４ｂ，４ｂと、両側面部４ｂ，４ｂに沿って流下した溶融ガラス２を融合一体化させるための下端部４ｃとを有する。この成形体４により、下端部４ｃで融合一体化させた溶融ガラス２から連続的にガラスリボン３を生成する。
　成形体４の下端部４ｃから流下するガラスリボン３は、成形体４の直下に配置したエッジローラー５により下方に送る。エッジローラー５は、ガラスリボン３の幅方向（図２では紙面に鉛直な方向）における両端部の各々に対応して設置されており、両端部をそれぞれ表裏両側から挟むことで、ガラスリボン３の幅方向における収縮を抑制する。
　ここで、本製造方法では、成形体４の溝４ａに対して、図２の紙面奥側から紙面手前側に向かって溶融ガラス２を流入させている。そして、以下の説明では、ガラスリボン３の幅方向における両端部のうち、紙面奥側に位置する端部を「Ｈ側端部」と表記し、紙面手前側に位置する端部を「Ｃ側端部」と表記する。
　図２に示した徐冷工程では、徐冷炉６内にて上下複数段に配置されたアニーラローラー７と、徐冷炉６の内壁面に設置された複数のヒーター８とを用いて、ガラスリボン３を下方に搬送しながら歪点以下の温度まで徐冷する。
　上下複数段の各段に配置されたアニーラローラー７は、ガラスリボン３のＨ側端部およびＣ側端部の各々に対応して設置されており、両端部をそれぞれ表裏両側から挟んだ状態でガラスリボン３を下方に送る。複数のヒーター８は、上下方向および幅方向に沿って配列されている。これら複数のヒーター８により、上下方向に沿ってガラスリボン３に温度勾配を形成すると共に、幅方向に沿ってガラスリボン３の温度分布を調節する。
　本製造方法では、複数のヒーター８により、ガラスリボン３の幅方向にてＨ側端部およびＣ側端部が中央部（Ｈ側端部とＣ側端部との相互間に位置する部位）よりも遅く冷えるようにしている。このような調節を行うことで、後にガラスリボン３から取得されるガラス基板１の応力分布が、上記の［表１］および［表２］に示すような応力分布となる。なお、Ｈ側端部およびＣ側端部と、中央部との冷える速度の差は、ガラス基板１に発生する引張応力（引張歪）の大小に影響する。すなわち、上記速度の差を増加させることで、応力分布における引張応力の最大値を大きくでき、上記速度の差を減少させることで、応力分布における引張応力の最大値を小さくできる。ここで、ガラス基板１の端面１ａ～１ｄのうち、端面１ａおよび端面１ｃの延びる方向は、ガラスリボン３の上下方向（搬送方向）に対応し、端面１ｂおよび端面１ｄの延びる方向は、ガラスリボン３の幅方向に対応している。
　なお、本製造方法においては、成形工程にてオーバーフローダウンドロー法によりガラスリボン３を成形しているが、他のダウンドロー法によりガラスリボン３を成形しても構わない。例えば、スロットダウンドロー法やリドロー法によりガラスリボン３を成形してもよい。
　取得工程では、徐冷後のガラスリボン３を所定の長さ毎に幅方向に沿って切断し、ガラスリボン３から連続的にガラス板を切り出す。この切り出しに伴って形成された切断面が、ガラス基板１の端面１ｂおよび端面１ｄとなる。ガラス板の切り出しに際しては、例えば、ガラスリボン３の幅方向に沿ってスクライブ線を形成した後、スクライブ線の周辺部に曲げ応力を作用させてガラスリボン３を折割る。切り出したガラス板において、上記のＨ側端部およびＣ側端部は、他の部位と比較して厚肉な耳部を含んでいる。
　ガラス板の切り出しが完了すると、例えば、ガラス板に対する上下方向に沿ったスクライブ線の形成およびガラス板の折割りを行うのに伴って、ガラス板から耳部を含んだＨ側端部およびＣ側端部を分断して除去する。必要に応じて、耳部が除去されたガラス板から所望の寸法のガラス板を切り出す工程や、切り出されたガラス板の端面を砥石で研削及び／又は研磨する加工工程、加工工程を経たガラス板の表面を洗浄する洗浄工程等を実施してもよい。このようにして、図１に示したガラス基板１を取得する。
＜第二実施形態＞
　以下、第二実施形態に係るガラス基板１について説明する。なお、第二実施形態については、上記の第一実施形態との相違点についてのみ説明する。
　図３に第二実施形態に係るガラス基板１を示す。また、下記の［表３］および［表４］に第二実施形態に係るガラス基板１の端部における応力分布を例示する。［表３］および［表４］に記した各数値は、それぞれ上記の［表１］および［表２］に記した各数値に倣って表記されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　図３および［表３］，［表４］に示すように、本ガラス基板１では、当該ガラス基板１の端部を構成する四つの辺部のうち、端面１ａに対応する辺部の全体と、端面１ｂに対応する辺部のうちの端面１ａ寄りの部位と、端面１ｄに対応する辺部のうちの端面１ａ寄りの部位と、に引張歪（引張応力）が分布している。一方、端面１ｃに対応する辺部の全体と、端面１ｂに対応する辺部のうちの端面１ｃ寄りの部位と、端面１ｄに対応する辺部のうちの端面１ｃ寄りの部位と、に圧縮歪（圧縮応力）が分布している。これにより、本ガラス基板１では、図３の左右方向で対向する二つの辺部の一方に引張歪（引張応力）が分布し、他方に圧縮歪（圧縮応力）が分布している。そして、本ガラス基板１においては、絶対値が最大となる応力（引張応力）が、ガラス基板１の端面１ａ近傍（Ｘ方向位置＝５，Ｙ方向位置＝４００の地点と、Ｘ方向位置＝５，Ｙ方向位置＝６００の地点と、Ｘ方向位置＝５，Ｙ方向位置＝８００の地点）に発生している。
　第二実施形態に係るガラス基板１を製造するに際しては、上記の第一実施形態で説明した製造方法の徐冷工程において、ガラスリボン３のＨ側端部がＣ側端部および中央部よりも遅く冷えるようにすればよい。なお、ガラス基板１の端面１ａはガラスリボン３のＨ側端部に対応し、ガラス基板１の端面１ｃはガラスリボン３のＣ側端部に対応する。Ｈ側端部と、Ｃ側端部および中央部との冷える速度の差を増加させることで、応力分布における引張応力の最大値を大きくでき、上記速度の差を減少させることで、応力分布における引張応力の最大値を小さくできる。
　以下、上記の第一及び第二実施形態のごとく、絶対値が最大となる応力が引張応力である応力分布を有したガラス基板１の効果について、具体例を挙げながら説明する。
　図４は、ガラス基板１の応力分布において、絶対値が最大となる応力が引張応力である場合と、圧縮応力である場合との間で、ガラス基板１に生じた反りの大きさ（単位は［μｍ］）を比較したものである。「応力」のうちの丸印で示した引張応力について、引張応力の値は、０．３６～０．９となっている（単位は［ＭＰａ］であり、上記のユニオプト社製の複屈折測定装置の測定結果から算出）。一方、「応力」のうちの三角印で示した圧縮応力について、圧縮応力の値は、０．５４～１．０２となっている。図４に示した線９は、反りの許容限界値を示している。すなわち、線９よりも下側が反りの大きさの許容範囲となる。具体例として、ガラス基板１に樹脂膜を形成するスリットコーター工程での許容限界値は、例えば３００μｍに設定される。
　ガラス基板１の反りの大きさは、特許文献２に開示された方法により測定した。具体的には、先ず、ガラス基板１を平置き姿勢で浮上式の定盤に載置した状態で、ガラス基板１の表面全体を１００ｍｍ間隔で走査することで、反り量の分布（ガラス基板１の上面の高さ分布）を求める。反り量の分布から、ガラス基板１の縦方向（ガラスリボン３の搬送方向）における反り量の最大値と最小値の差を縦方向の反りとして算出する。この縦方向の反りを、ガラス基板１の横方向（ガラスリボン３の幅方向）において１００ｍｍ間隔で求め、その最大値を反りとする。なお、縦方向の反りは、横方向の反りよりも大きくなる傾向を有するので、横方向の反りの算出は省略した。
　図４から理解できるように、絶対値が最大となる応力が引張応力である場合には、いずれも反りの大きさが許容限界値よりも小さくなっている。一方、絶対値が最大となる応力が圧縮応力である場合には、反りの大きさが許容限界値と略同一、或いは、許容限界値よりも大きくなっており、中には許容限界値を大きく超過している事例もある。このことから、ガラス基板１の応力分布において、絶対値が最大となる応力が引張応力であるガラス基板１によれば、反りの大きさを極めて小さくでき、反りに対して厳しい要求のあるディスプレイの製造工程にも対応できることが分かる。
　なお、図４に示した例では、引張応力の値は０．３６～０．９となっているが、引張応力の値は０．２４～１．０２の範囲内に収まることが好ましい。引張応力の値が小さいほど反りを小さくする上で有利であるが、引張応力の値を０．２４よりも小さくしようとすると、上記の徐冷炉６の上下方向に沿う長さを過度に長大化する必要が生じ、ガラス基板１の製造コストが高騰する恐れがある。一方、引張応力の値が１．０２よりも大きくなると、屈折率の変化によりガラス基板１が組み込まれたディスプレイの品質に悪影響が及ぶ恐れがある。
　ここで、上記の各実施形態に対しては、以下のような変形例を適用することも可能である。上記の各実施形態では、ガラス基板１が矩形状となっているが、変形例としてガラス基板１が矩形状以外の任意の形状（例えば円形等）であってよい。
　１　　　　　　　ガラス基板
　１ａ～１ｄ　　　端面
　２　　　　　　　溶融ガラス
　３　　　　　　　ガラスリボン
　４　　　　　　　成形体
　４ａ　　　　　　溝
　４ｂ　　　　　　側面部
　４ｃ　　　　　　下端部
　５　　　　　　　エッジローラー
　６　　　　　　　徐冷炉
　７　　　　　　　アニーラローラー
　８　　　　　　　ヒーター
　９　　　　　　　線
　Ａ　　　　　　　領域
　Ｘ　　　　　　　横方向寸法
　Ｙ　　　　　　　縦方向寸法

Claims (5)

  1. 　ディスプレイ用の厚みが０．６ｍｍ以下のガラス基板であって、
    　当該ガラス基板の応力分布において、絶対値が最大となる応力が引張応力であることを特徴とするガラス基板。
  2. 　当該ガラス基板が矩形状を有し、
    　当該ガラス基板の対向する二つの辺部の一方に引張応力が分布し、他方に圧縮応力が分布していることを特徴とする請求項１に記載のガラス基板。
  3. 　当該ガラス基板が矩形状を有し、
    　当該ガラス基板のコーナー部を除く端部全周に引張応力が分布していることを特徴とする請求項１に記載のガラス基板。
  4. 　当該ガラス基板が矩形状を有し、
    　当該ガラス基板における最短の辺の長さが１０００ｍｍ以上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ガラス基板。
  5. 　当該ガラス基板の表裏面が火造り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ガラス基板。
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