(57)【要約】【課題】ガラス基板の端面から残留異物を除去する洗浄して、後工程における発塵を抑える。【解決手段】本発明のガラス基板の製造方法は、研磨加工された研磨処理部を有するガラス板の製造方法において、前記処理部は磁性体砥粒に接触することにより研磨され、研磨された前記処理部に酸性洗浄液を供給して前記処理部と、前記処理部に付着した前記磁性体の表面とを同一に帯電することで、前記処理部と前記磁性体とを反発させ、前記金属付着物を酸性洗浄液に移行させるものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨加工された処理部を有するガラス板の製造方法において、前記処理部は磁性体を含む研磨スラリーに接触することにより研磨され、研磨された前記処理部に洗浄液を供給して、前記処理部の表面と前記処理部に付着した前記磁性体の表面とを同極に帯電させて前記処理部と前記磁性体とを反発させ、前記磁性体を洗浄液に移行させる、ガラス板の製造方法。
【請求項２】
溶融ガラスからガラスシートを成形する成形工程と、前記ガラスシートを切断してガラス基板を形成する切断工程と、前記ガラス基板の端面に、磁力体に保持された磁性体を含む研磨スラリーを接触させることで鏡面研磨する端面処理工程と、
前記鏡面研磨する工程において前記端面に接触させた前記磁性体を起因とする鉄系微粒子をｐＨ２以下の酸性薬液を用いて洗浄する洗浄工程を有し、
前記洗浄工程は、前記鉄系微粒子を構成するＦｅ３＋をＦｅ２＋イオンに還元し、前記Ｆｅ２＋イオンの２座配位以上により錯体を形成することを特徴とするガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記酸性薬液は、キレート効果を有する薬液を含む、２種以上の薬液からなる請求項２に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項４】
前記洗浄工程は、前記端面に接触して、前記端面を物理的に洗浄するための洗浄冶具を備える、請求項２又は３に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項５】
前記キレート効果を有する薬液は、Ｆｅの正八面体の六配位の鉄イオン中心からｘｙｚ軸方向に３Å以下の距離に電子供与基を有する分子構造を持つ請求項２から４のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
【請求項６】
前記キレート効果を有する薬液は、サリチル酸、フタル酸、グリオキシル酸、シュウ酸、フマル酸、マレイン酸、マロン酸、コハク酸、グルコン酸、トランス−アコニット酸、タルタロン酸、乳酸、ピルビン酸、クエン酸、イソクエン酸、グリコール酸、リンゴ酸、酒石酸等の有機酸、ニトリロ３酢酸、エチレンジアミン４酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン３酢酸、ジエチレントリアミン５酢酸等のアミノカルボン酸、セリン、アスパラギン酸、グルタミン酸、システイン等のアミノ酸から選択される１種以上とする、請求項４又は５に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項７】
前記洗浄工程では、シュウ酸、酒石酸、又はクエン酸から選択され、濃度が０．５ｗｔ％以上に調整された薬液を用いる請求項６に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項８】
前記洗浄工程の後工程に第１リンス工程、第２リンス工程を有し、前記第１リンス工程ではｐＨ３以下の薬液を用い、前記第２リンス工程ではｐＨ３を超える薬液を用いる請求項２から７のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
【請求項９】
ディスプレイ用ガラス基板の製造方法において、溶融ガラスからガラスシートを成形する成形工程と、前記ガラスシートを切断してガラス基板を形成する切断工程と、
前記ガラス基板の端面に、磁力体に保持された磁性体を含む研磨スラリーを接触させることで鏡面研磨処理する端面処理工程と、前記端面酸性薬液で洗浄する洗浄工程を有し、
前記端面処理工程は、前記回転軸の軸方向に間隔をあけて配置され、前記回転軸と共に回転する第１磁力体及び第２磁力体を備えた磁場形成部と、前記磁性体砥粒と液体により構成され、前記第１磁力体と前記第２磁力体との間に形成された磁場によって保持される磁性体を含む研磨スラリーを備えた研磨ホイールを用いて、前記研磨スラリー中の前記磁性体の濃度を８５％以上に調整して、前記回転軸を回転させた状態で前記磁性体と前記ガラス基板の端面と接触し、
前記洗浄工程は、前記端面処理工程において前記ガラス端面に付着した前記磁性体を起因とする鉄系微粒子を除去するために、ｐＨ１．６以下の酸性薬液を用いて前記鉄系微粒子を構成するＦｅ３＋をＦｅ２＋イオンに還元し、前記Ｆｅイオンの２箇所以上が配位して錯体を形成することを特徴とするディスプレイ用ガラス基板の製造方法。
【請求項１０】
前記端面処理工程は、前記鏡面研磨処理の前に、前記ガラス基板の端面を研削する研削処理を有し、
前記研削処理は、砥粒を第１の結合剤で固めた第１の研削ホイールを用いて前記ガラス基板の端面を研削する第１の研削処理と、
前記第１の研削処理の後、砥粒を前記第１の結合材よりも硬度及び剛性が低い第２の結合剤で固めた第２の研削ホイールを用いて前記ガラス基板の端面を研削する第２の研削処理を有する、請求項９に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項１１】
前記第１の結合剤は金属結合剤であり、前記第２の結合剤は樹脂結合剤である、
請求項１０に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項１２】
前記研削処理において、前記ガラス基板の端面は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−１９９４で規定される算術平均粗さＲａが０．２μｍ以下となるように研削され、
前記鏡面研磨処理において、前記ガラス基板の端面は、前記算術平均粗さＲａが０．０１μｍ未満になるように研磨される、請求項１０または請求項１１に記載のガラス基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス板の端面処理、ディスプレイ用ガラス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ等のディスプレイ用パネルや、ディスプレイ用ガラス基板の製造工程は、ガラス基板を切断して形成される端面を面取りする工程を含む。ガラス基板の端面は、ダイヤモンドホイールによって研削され、切断により生じたクラックや鋭いエッジが取り除かる。例えば、ダイヤモンドホイールによって断面がＲ形状となるように形状が整えられる。その後、ガラス基板の端面は、例えば発泡樹脂からなる柔軟性を有する研磨ホイールを用いた研磨加工により研磨される。
【０００３】
また、研磨加工技術としては、特許文献１に記載されるように、ガラス基板の端面の研磨加工に磁性体を含む研磨スラリーを用いる技術が知られている。また、特許文献２、３に記載されるように、表面の鏡面加工を行うために磁性体を含む研磨スラリーを用いる技術が知られている。
【０００４】
また、研磨加工されたガラス基板は、ガラス基板の表裏面及び端面を洗浄することで、研磨加工時に発生したガラス粉や付着した研磨材、研磨砥粒をガラス基板から除去する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０６７５８７号
【特許文献２】特開２０１１−８３８２７号
【特許文献３】特開２０００−２３３３５９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、ディスプレイパネルの高精細化、高解像度化が進むにつれて、駆動パネル側ではＴＦＴ配線幅の細線化が求められ、またカラーフィルタパネル側ではブラックマトリックスの細線化がよりいっそう求められている。このようなガラス基板への要求に応えるべく、ガラス基板の表面にはより高い清浄度が求められている。
そこで本発明は、研磨加工によりガラス板の端面に付着する異物を洗浄する技術、及びディスプレイ用ガラス基板の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ガラス基板の表面に付着する異物の発生要因の一つとして、ガラス基板の端面に付着していた異物が、表面に付着して残留することが知られている。磁性体砥粒で鏡面研磨されたガラス基板の端面でも、従来の洗浄工程では除去できない異物が残留、存在する。
【０００８】
そこで本発明は、研磨加工された処理部を有するガラス板の製造方法において、前記処理部は磁性体砥粒に接触することにより研磨され、研磨された前記処理部に洗浄液を供給して、前記処理部の表面と前記処理部に付着した前記磁性体の表面とを同極に帯電させて前記処理部と前記磁性体とを反発させ、前記磁性体を洗浄液に移行させ、除去する。例えば、磁性体砥粒により研磨加工された端面を有するガラス板において、研磨加工された端面に酸性洗浄液を、好ましくは有機酸を含む洗浄液を供給してガラス板の端面の表面と、磁性体加工により端面に付着する磁性体である金属付着物の表面とを同一に帯電させることで、端面と金属付着物とを反発させて、金属付着物を洗浄液に移行させるものである。
【０００９】
また、本発明は、磁性体砥粒で研磨加工されたガラス基板の端面に付着した磁性体を除去する方法として、所定のｐＨ環境下においてガラス基板の端面に付着した磁性体異物の表面をイオン化すると共に、ガラス基板の端面の表面電位をプラスにして、磁性体異物をガラス基板の端面から浮上させると共に、キレート作用によって再付着を防止して、ガラス基板から洗浄除去する工程を備えるディスプレイ用ガラス基板の製造工程を提供する。また、ガラス基板は、端面洗浄工程の後、端面のリンス工程を経て、アルカリ洗浄洗剤などによるガラス基板表面の洗浄が行われる。
【００１０】
また、本発明のガラス基板の製造方法は、溶融ガラスからガラスシートを成形する成形工程と、前記ガラスシートを切断してガラス基板を形成する切断工程と、前記ガラス基板の端面に、磁力体に保持された磁性体砥粒を接触させることで鏡面研磨する端面処理工程と、前記鏡面研磨する工程において前記ガラス端面に付着した前記磁性体砥粒を起因とする鉄系微粒子をｐＨ２以下の酸性薬液を用いて洗浄する洗浄工程とを有し、前記洗浄工程は、前記鉄系微粒子を構成するＦｅ３＋をＦｅ２＋イオンに還元し、前記Ｆｅイオンの２座配位以上により錯体を形成することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のディスプレイ用ガラス基板の製造方法は、溶融ガラスからガラスシートを成形する成形工程と、前記ガラスシートを切断してガラス基板を形成する切断工程と、前記ガラス基板の端面に、磁力体に保持された磁性体砥粒を接触させることで鏡面研磨処理する端面処理工程と、前記端面酸性薬液で洗浄する洗浄工程とを有する。前記端面処理工程は、磁性体砥粒を用いる磁性体砥粒研磨であって、前記回転軸の軸方向に間隔をあけて配置され、前記回転軸と共に回転する第１磁力体及び第２磁力体を備えた磁場形成部と、前記磁性体砥粒と液体とにより構成され、前記第１磁力体と前記第２磁力体との間に形成された磁場によって保持される研磨用磁性流動体とを備えた研磨ホイールを用い、前記磁性流動体中の前記磁性体砥粒の濃度を８５％以上に調整して、前記回転軸を回転させた状態で前記磁性流動体と前記ガラス基板の端面と接触させて鏡面研磨加工する。そして、前記洗浄工程は、前記端面処理工程において前記ガラス端面に付着した前記磁性体砥粒を起因とする鉄系微粒子を除去するために、ｐＨ２以下の酸性薬液を用いて前記鉄系微粒子を構成するＦｅ３＋をＦｅ２＋イオンに還元し、前記Ｆｅ２＋イオンの２箇所以上が配位して錯体を形成することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のディスプレイ用ガラス基板の端面洗浄方法は、磁性体砥粒を用いて端面研磨されたガラス基板の端面洗浄方法であって、前記端面に所定のｐＨ以下、好ましくは２以下、より好ましくは１．６以下の酸性薬液を供給し、前記端面を物理的に洗浄する洗浄工程を有する。前記洗浄工程に使用される前記酸性薬液は、所定のｐＨにおいてキレート効果を奏する、サリチル酸、フタル酸、グリオキシル酸、シュウ酸、フマル酸、マレイン酸、マロン酸、コハク酸、グルコン酸、トランス−アコニット酸、タルタロン酸、乳酸、ピルビン酸、クエン酸、イソクエン酸、グリコール酸、リンゴ酸、酒石酸等の有機酸。ニトリロ３酢酸、エチレンジアミン４酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン３酢酸、ジエチレントリアミン５酢酸等のアミノカルボン酸。セリン、アスパラギン酸、グルタミン酸、システイン等のアミノ酸から選択される１種以上が用いられ、前記ガラス基板の端面に付着した磁性体砥粒を除去することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のガラス板の洗浄方法によれば、ガラス表面に付着する磁性体、金属付着物を除去することができ、また、ガラス表面への再付着を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のガラス基板の製造方法の工程を説明する工程図である。
【図２】本発明の溶解工程から切断工程までを説明するための図である。
【図３】本発明の端面加工を説明するための図である。
【図４】本発明の磁性体砥粒を用いた研磨加工を説明するための図である。
【図５】本発明により加工されるガラス基板を説明するための図である。
【図６】本発明の洗浄装置を説明するための図である。
【図７】本発明の洗浄装置に備えられる洗浄冶具を説明するための図である。
【図８】本発明の他の実施形態におけるガラス表面の加工を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本実施携帯のガラス基板の製造方法について説明する。
（１）ガラス基板の製造方法の概要
図１は、本実施形態に係るガラス基板の製造方法の一部のフローチャートである。
ガラス基板は、図１に示しように、溶解工程Ｔ１、成形工程Ｔ２、切断工程Ｔ３、加工工程Ｔ４、洗浄工程Ｔ５、検査工程Ｔ６の工程を経て製造される。
【００１６】
図２を用いて、本発明のガラス基板の製造工程の一部（装置１００）を説明する。
溶解工程Ｔ１では、溶解装置２００内でガラス原料を加熱して溶解することにより溶融ガラスとする。そして、清澄装置３００内で溶融ガラス中に含まれるガス成分を溶融ガラスから放出する、或いは、溶融ガラス中に含まれるガス成分を溶融ガラス中に吸収する。例えば、ガラス原料は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の組成からなる。
【００１７】
成形工程Ｔ２では、清澄された溶融ガラスが移送管４００により成形装置５００に供給され、帯状のガラスシートＧ１に成形される。
【００１８】
切断工程Ｔ３では、ガラスシートＧ１は図示しない切断装置で、幅方向に切断されて枚葉化される。さらに所定のサイズとなるよう４辺が切断され製品サイズのガラス基板Ｇとなる。
【００１９】
加工工程Ｔ４では、図３に示す第１端面加工機３０により、切断により形成された端面の加工が行われる。移動するガラス基板Ｇの両端面に、図示しない回転軸により自転する第１研削ホイール３１と第２研削ホイール３２が接触することにより、ガラス基板Ｇの端面３３が加工される。ガラス基板Ｇの長辺側の端面３３が加工された後、短辺側の端面３３が加工される。その後、図４に示す第２端面加工機３４に設けられた研磨装置４０により、端面３３の鏡面研磨加工が行われる。ここでは、磁性体を含む研磨スラリーが用いられ、鏡面研磨加工される。磁性体を含む研磨スラリーとは、磁性体が主として研磨砥粒として作用する磁性体砥粒や、磁性体が主として研磨砥粒を運ぶためのキャリアとして働く磁性流体を含む。
【００２０】
次に、加工工程Ｔ４の研磨工程において付着した金属付着物である磁性体を端面から除去する工程を含む洗浄工程について説明する。
【００２１】
洗浄工程Ｔ５では、図６（ａ）に示す第１の端面洗浄装置６０により加工工程Ｔ４で鏡面研磨処理されたガラス基板Ｇの端面が、端面洗浄冶具６１により洗浄される。第１の端面洗浄装置６０では、搬送ローラ６２上を搬送されるガラス基板Ｇの両側に第１の端面洗浄冶具６１が設けられると共に、ガラス基板Ｇの主表面側から端面側へシャワーを噴射する端面洗浄ノズル６３が設けられる。
【００２２】
第１の端面洗浄装置６０を通過したガラス基板Ｇは、次いで、図６（ｂ）に示す第２の端面洗浄装置７０により、端面が洗い流される。第２の端面洗浄装置７０では、搬送ローラ６２上を搬送されるガラス基板Ｇの両側に第２の端面洗浄冶具６４が設けられる。
【００２３】
第１の端面洗浄装置６０、第２の端面洗浄装置７０により、長辺側の端面３３が洗浄されたガラス基板Ｇは、図示しない反転機によりガラス基板Ｇの向きを９０度回転させて、ガラス基板Ｇの短辺側を、長辺側と同様に洗浄する。
【００２４】
さらに、ガラス基板Ｇの端面３３の４辺について洗浄した後、ガラス基板Ｇの主表面が洗浄される。図６（ｃ）に示す表面洗浄装置８０により、ガラス基板Ｇの表面・裏面が洗浄される。搬送ローラ６２上を搬送されるガラス基板Ｇの表面側・裏面側に、洗浄ローラ６５が設けられ、ガラス基板用のアルカリ洗浄洗剤が塗布され、ガラス基板Ｇの主表面が洗浄される。本実施形態では、洗浄ローラ６５は、ブラシローラとスポンジローラを組み合わせて使用され、ガラス基板の表面に付着する有機物やパーティクルが除去される。
【００２５】
検査工程Ｔ６では、ガラス基板の端面および主表面の検査が行われて、その後、ディスプレイ用ガラス基板として、ディスプレイパネルメーカーなどに出荷される。
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の端面加工および端面洗浄について説明する。
本実施形態の加工工程では、図３に示す第１、２の研削工程、及び図４に示す研磨工程を有している。
【００２７】
まず、第１端面加工機３０および第２端面加工機３４について説明する。
図３に示すように、第１端面加工機３０では、矢印の方向にガラス基板Ｇを搬送しながら、ガラス基板の両端に設けられた第１研削ホイール３１、第２研削ホイール３２により、まず長辺側の端面を順次研削加工する。そして、長辺側を研削加工した後、同様に短辺側の研削加工を行い、必要に応じて、図示しないオリフラ加工、コーナーカットを行う。
【００２８】
第１研削ホイール３１は、ダイヤモンド砥粒を、鉄を含む金属系の結合剤で固めた研削ホイールである。第１研削ホイールの結合剤は第２研削ホイール３２の結合剤よりも硬度及び剛性が高いものが用いられる。ここで硬度とはショア硬さであり、剛性とはヤング率をいう。第１研削ホイール３１の結合剤が金属系であれば、例えばコバルト系、ブロンズ系などの他の金属結合剤を用いても良い。また、第２研削ホイールの結合剤よりも硬度及び剛性が高ければ、第１研削ホイール３１の結合剤としてセラミックス質の結合剤を用いてもよい。第１研削ホイール３１は、例えば、ＪＩＳ  Ｒ６００１−１９８７で規定される♯３００から♯４００程度の粒度のダイヤモンド砥粒を用いることができる。本実施形態では、第１研削ホイール３１は、♯４００の粒度のダイヤモンド砥粒を用いる。砥粒はダイヤモンドに限らず、ＣＢＮ（ボラゾン）であっても良い。
第１研削ホイール３１の粒度は、第２研削ホイール３２のダイヤモンド砥粒の粒度と等しいか又はそれよりも粗くてもよい。
【００２９】
第２研削ホイール３２は、ダイヤモンド砥粒を、エポキシを含む樹脂系の結合剤で固めた研削ホイールである。第２研削ホイール３２の結合剤は第１研削ホイール３１の結合剤よりも硬度及び剛性が低いものが用いられる。第２研削ホイール３２の結合剤は、第１研削ホイール３１の結合剤よりも硬度及び合成が低ければ、セラミックス質の結合剤を用いてもよい。樹脂系であれば、例えばポリイミド系の材質であってもよい。砥粒はダイヤモンドに限らず、ＣＢＮであっても良い。本実施形態では、第２研削ホイール３２は、ＪＩＳ  Ｒ６００１−１９８７で規定される♯４００の粒度のダイヤモンド砥粒を用いる。
なお、第１研削ホイール３１の砥粒の粒度は、第２研削ホイール３２の砥粒の粒度と等しいか又はそれよりも粗いことが研削を効率よく行う上で好ましい。
【００３０】
第１研削工程では、第１研削ホイール３１に形成された形状、例えば所定の曲率を有する研削溝によって、ガラス基板Ｇの端面を、所定の研削量、研削する。これにより、ガラス基板Ｇの端面は、元の端面よりもガラス基板の中央側に後退し、端面の断面形状は、第１研削ホイール３１の研削溝の断面形状に対応して曲率のついた凸形状、円弧状またはＲ形状に研削される。ここで、研削量とは、研削前の元の端面から、研削されて後退した研削後の凸形状の端面の頂点までの距離である。すなわち、ガラス基板Ｇの端面がガラス基板Ｇの主表面の方向に研削された量である。第１研削ホイール３１によるガラス基板Ｇの研削量は、例えば４０μｍから８０μｍまでの範囲内である。第１研削工程におけるガラス基板Ｇの搬送速度は、生産性を確保する観点から１０ｍ／分以上であることが好ましい。本実施形態では、ガラス基板Ｇの搬送速度は１０ｍ／分である。
【００３１】
第１研削工程では、ガラス基板Ｇの端面のＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−１９８２で規定される最大高さＲｍａｘが、少なくとも１０μｍ以上かつ１８μｍ以下、より好ましくは１３μｍ以上かつ１４μｍ以下になるように、ガラス基板Ｇの端面が研削される。また、ガラス基板Ｇの端面のＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−１９９４で規定される算術平均粗さＲａは、例えば０．５μｍ程度になる。
【００３２】
その後、第１研削工程に連続して設けられた第２研削工程において、ガラス基板Ｇは、第２研削ホイール３２の研削溝によって端面が研削される。これにより、ガラス基板Ｇの端面の断面形状は、第２研削ホイール３２の研削溝の断面形状に対応して曲率のついた凸形状、円弧状またはＲ形状に研削される。本実施形態では、第２研削ホイール３２の研削溝を、第１研削ホイール３１の研削溝とほぼ同一形状にすることで、ガラス基板の端面の見かけ上の形状を変えることなく、ガラス基板Ｇの端面を、所定の研削量、研削している。
【００３３】
第２研削ホイール３２によるガラス基板Ｇの研削量は、例えば１０μｍから３０μｍまでの範囲内である。第２研削工程では、ガラス基板Ｇの端面３３のＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−１９８２で規定される最大高さＲｍａｘが、少なくとも４μｍ以上かつ８μｍ以下、より好ましくは６μｍ程度になるように、ガラス基板Ｇの端面を研削する。また、ガラス基板Ｇの端面の上記算術平均粗さＲａは０．２μ以下、例えば０．１μｍから０．２μｍ程度になる。
【００３４】
上述した第１、第２研削工程によりガラス基板Ｇの長辺側を加工した後、図示しない反転機によりガラス基板Ｇの向きを９０度回転させて、ガラス基板Ｇの短辺側を、長辺側と同様に加工する。
【００３５】
なお、第１研削ホイール３１、第２研削ホイール３２の回転方向については、ガラス基板Ｇと接触する点における研削ホイール３１の外周面の移動方向が、ガラス基板Ｇの搬送方向と同じになるように設定されてもよいし、逆の方向に設定されてもよい。本実施形態では、第１、第２研削工程においてガラス基板Ｇと接触する点における第１研削ホイール３１、第２研削ホイール３２の外周面の移動方向が、ガラス基板Ｇの搬送方向と逆の方向になるように、第１、第２研削ホイール３１、３２を一方向に回転させている。
【００３６】
研削工程では、上述のようにガラス基板Ｇの端面の断面形状が曲率のついた凸形状、円弧状またはＲ形状に研削されるとともに、ガラス基板Ｇの端面の上記算術平均粗さＲａは、０．２μｍ以下になるように研削される。しかしながら、ダイヤモンドホイールである研削ホイール１２ａによって研削されたガラス基板Ｇの端面には、マイクロクラックやヘアクラックと呼ばれる微小なクラックを含む層が形成される。この層は、加工変質層あるいは脆弱破壊層と呼ばれ、上記第１研削工程、第２研削工程を経ても、１μｍから３μｍ程度の厚さで存在する。このような層が存在することで、ガラス基板Ｇの端面における破壊強度が低下したり、微小なクラックからガラスが脱落したりする。このような層を除去し、ガラス基板Ｇの端面における破壊強度を向上させるために、研磨加工が行われる。
【００３７】
研磨工程では、ガラス基板Ｇの端面の加工変質層あるいは脆弱破壊層を除去し、ガラス基板Ｇの端面の算術平均粗さＲａが、例えば０．０１μｍ未満になるように、研磨ホイール１２ｂによってガラス基板Ｇの端面を研磨する。
【００３８】
図４に示すように、研削工程により、長辺側、短辺側のガラス基板の端面３３の研削を終えたガラス基板Ｇは、研磨ホイール１２ｂによる研磨を行う位置まで搬送される。その後、ガラス基板を図示しないステージ上に工程し、図４（ａ）（ｂ）に示す第２端面加工機３４に取り付けられた研磨装置４０より加工する。図４（ｂ）は、図４のII−II線に沿う断面図である。研磨装置４０は、回転軸３５を中心として研磨ホイール３６を回転させる。回転ホイール３６は、回転軸３５の長さ方向に平行に設けられた円盤状の磁力体３６ａ、３６ｂの隙間（磁場形成部ともいう）に磁性体砥粒３７（研磨メディアともいう）が設けられて構成される。
【００３９】
磁力体３６ａ、３６ｂにより磁場がかけられた磁性体砥粒３７に、ガラス基板Ｇの端部が食い込んで、ガラス基板Ｇの端面が磁性体砥粒３７と接触した状態で研磨ホイール３６が回転する。これにより、磁性体砥粒３７とガラス基板Ｇの端面とが相対的に移動して、ガラス基板Ｇの端面が、磁場形成部の形成する磁場により拘束された磁性体砥粒によって研磨される。
【００４０】
磁性体砥粒３７に含まれる砥粒形状は、真円度の小さい多角形状、又は角部を有する不定形状である。角部を有する不定形状とは、１つまたは複数の鋭い角を有する立体的な一様でない形状を含む。また、角部を有するとは、粒子が縁に向かって薄くなっていること、粒子の断面の輪郭線が１つまたは複数の鋭角または鈍角を形成すること、及び粒子の縁が尖っていることを含む。
また、磁性体砥粒は球状であってもよい。球状とは、断面形状が円形のものだけでなく、断面形状が楕円形、長円形などの角のない丸みを帯びた形状を含む。
【００４１】
研磨工程を経て、ガラス基板Ｇの端面３３は、図５に示すとおり、頂部Ａと、端面と主表面の境界部Ｂ、Ｃを持ち、これらの箇所において、ガラス基板Ｇは、端面の加工変質層あるいは脆弱破壊層が除去され、算術平均粗さＲａが、０．０１μｍ未満に鏡面研磨処理される。特に、境界部Ｂ、ＣのＲａが０．０１未満になることで、端面３３からのガラス粉の発生が抑制され、ガラス基板Ｇの主表面へ付着が軽減される。また、ガラス基板Ｇの曲げ強度の向上も図られる。
【００４２】
なお、本実施形態では、ステージ上に固定されたガラス基板Ｇを研磨する例を用いて説明をしたが、ガラス基板Ｇを、固定された研磨ホイールに対して移動させてもよい。また、ガラス基板Ｇの端面３３を１辺ずつ研磨してもよく、研磨ホイールを複数用意して、ガラス基板Ｇの端面３３の複数辺を同時に研磨してもよい。また、本実施形態に用いる磁性体を含む研磨スラリーとして、磁性体が主として研磨砥粒として作用する磁性体砥粒を用いて説明をしたが、磁性体が主として研磨砥粒を運ぶためのキャリアとして働く磁性流体による研磨加工であってもよい。
【００４３】
また、ガラスの除去量及び表面粗さである算術平均粗さＲａの測定は、東京精密社製のサーフコムＡ１４００を用いて、図７に示すガラス基板Ｇの端面の頂点Ａと、端面と表面との境界の近傍の点Ｂ及び点Ｃにおいて行った。ガラスの除去量の測定は、計測モードは断面計測モード、測定速度は０．６ｍｍ／ｓ、傾斜補正は前半補正、測定距離は２０ｍｍで行った。また、表面粗さの測定は、計測モードは粗さ計測、測定速度は０．３ｍｍ／ｓ、測定方法はＪＩＳ１９９４で行った。また、算術平均粗さＲａの測定は、Ｒａ＜０．０２のときにカットオフ０．０８及び測定長さ０．４ｍｍとし、０．０２＜Ｒａ＜０．２のときにカットオフ０．２５及び測定長さ１．２５ｍｍとし、０．１＜Ｒａ＜２のときにカットオフ０．８及び測定長さ４ｍｍとした。
【００４４】
次に、本発明の洗浄作用について説明する。本発明では、磁性体砥粒で研磨加工されたガラス基板の端面に付着した磁性体を除去する方法として、所定のｐＨ環境下においてガラス基板の端面に付着した磁性体異物の表面をプラスにイオン化すると共に、ガラス基板の端面の表面電位をプラスにして、磁性体異物をガラス基板の端面から浮上させると共に、キレート作用によって再付着を防止することを検討した。
【００４５】
まず、本発明では、第１の端面洗浄工程において、ｐＨを２未満、好ましくはｐＨ１．６未満の酸性薬液をガラス基板Ｇの端面に供給して、ガラス基板の端面表面に残留した磁性体砥粒（以下、磁性体異物ともいう）のイオン化を行う。これにより、表面電位がプラスとなったガラス表面と磁性体異物との静電相互作用を小さくして、磁性体異物をガラス基板の端面から離れやすくする。そして、ガラス表面と磁性体異物との静電相互作用を小さくした状態で、スポンジによる物理的洗浄を行うことで、磁性体異物をガラス基板の端面から確実に離脱させる。
【００４６】
さらに、第１の端面洗浄工程において供給される薬液に、ｐＨ２未満の環境下において鉄に対するキレート効果を有する薬液を含ませることで、イオン化した鉄をキレートしてガラスへの再付着を防止している。
【００４７】
還元効果を有する薬液としては、少なくとも標準酸化還元電位が−０．３５Ｖ以下の酸性薬液を含むことが好ましい。例えば、Ｆｅ３＋イオンの還元には−０．７７Ｖ必要とされているが、キレート効果を持つ薬液の使用することによりＦｅ３＋イオンの還元電位を下げる事ができる。つまり、上記の電位以上でも還元効果を得ることができ、より端面の洗浄作用が高くなる。
【００４８】
物理的洗浄によりガラスの表面から離れた磁性体異物が、ガラス表面と磁性体異物表面との静電相互作用が大きくなる程度のｐＨに変動しても、磁性体異物がキレートされていることで、磁性体異物がガラス基板に再付着することを防止する。
【００４９】
第２の端面洗浄工程では、第１の端面洗浄工程においてキレートした磁性体異物を洗浄除去ためのリンスを行う。第２の端面洗浄工程では、後工程に磁性体異物を持ち込まないようにすることが好ましい。例えば、キレートされた鉄成分を除去するために、ｐＨ２程度の酸性薬液を使用し、その後、純水洗浄によりリンスに用いた薬液を落とすとよい。
【００５０】
図６（ａ）の第１の端面洗浄冶具６１について、図７（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
図７（ａ）は、第１の端面洗浄機６０中のガラス基板の端面の一部を示す。
第１の端面洗浄冶具６１は、回転軸６１ａにより回転する支持部６１ｂ上に設けられた洗浄パッド６１ｃを有し、搬送ローラ６２により搬送されるガラス基板の両端を洗浄するものである。
【００５１】
洗浄パッド６１ｃとガラス基板との端面には、端面洗浄ノズル６３ａから、ｐＨ１．６程度の酸性薬液が吐出される。一例としては、シュウ酸と酒石酸の混合液がガラス基板の端面に塗布される。洗浄パッド６１ｃが酸性薬液を含み、ガラス基板の端面に接触して摺動することで、ガラス基板の端面に対して、化学的な洗浄と物理的な洗浄とをもたらし、ガラス基板の端面に付着した磁性体異物をガラスから離脱させることができる。離脱した磁性体異物は、酒石酸によりキレートされる。
【００５２】
ガラス基板の端面に接触する端面洗浄冶具は、図７（ｂ）のように、端面に対して回転方向がほぼ垂直となる洗浄ローラ６１１であってもよい。また、薬液を６３ｂのように端面に対して正面方向から供給してもよい。
【００５３】
次に、図６（ｂ）の第２の端面洗浄装置７０について、図７（ｃ）を用いて説明する。
第１の端面洗浄装置６０を通過したガラス基板Ｇは、第２の端面洗浄装置７０に投入されて、第２の端面洗浄冶具６４ａ、６４ｂにより、前工程の薬液が洗い流される。
【００５４】
図７（ｃ）は、第２の端面洗浄装置７０中のガラス基板の端面の一部を示す。
第２の洗浄工程では、リンス液により、後工程の表面洗浄装置までにキレートされた磁性体異物を洗い流すと共に、ガラス基板に付着する酸性薬液のｐＨを下げて、後工程に酸性薬液が持ち込まれることを抑制ことが必要となる。
【００５５】
第２の端面洗浄冶具６４は、図７（ｃ）に示すように、ガラス基板Ｇの端面に対して、所定の角度を有するように対向して設けられた洗浄ノズル６４を有する。まず、洗浄ノズル６４ａから吐出される第１リンス液によって端面を洗い流す。第１リンス液は、第１の洗浄工程において用いられた薬液と同等のｐＨを持つものを用いた。第１の洗浄工程から付着していた薬液が、第１リンス液により洗い流された後、第２リンス液として、純水を用いてガラス基板の端面を洗い流す。これにより、後工程の表面洗浄工程に酸性薬液を持ち込むことを防止できる。また、第１リンス液に、第１洗浄工程と同等のｐＨを持つ薬液を用いることで確実に磁性体異物を洗い流す。
【００５６】
なお、本実施の形態では、ガラス基板Ｇの主表面側には、主表面側から端面側へ、リンス液を吐出する洗浄ノズルが設けられると共に、端面の正面側かもリンス液を吐出する洗浄ノズルが設けられてもよい。
【００５７】
本発明のディスプレイ用ガラス基板の製造方法では、鉄の価電子数をＦｅ２＋とした上で、錯体を形成することが好ましいと考えられるため、上記実施形態では、還元性の強いシュウ酸を第１の端面洗浄装置において用いられる酸性薬液に添加した。
【００５８】
錯体の安定性では、鉄の価電子数はＦｅ２＋よりもＦｅ３＋の方が高い安定性を持つ。しかし、ガラス端面に付着した離れた鉄成分がＦｅ３＋の状態では、端面から離れた鉄成分を完全にキレートできなかった場合、ガラス基板上に残留した磁性体異物が、上述したリンス工程においてＦｅ２＋と比較してガラス基板の表面で不動態化して再付着が起こりやすい。
そのため、本発明では、磁性体異物がキレートされずに残留している可能性を小さくして、表面洗浄工程に搬送する前の、ガラス基板から磁性体異物の錯体を除去するリンス工程において、洗浄液のｐＨを酸性から中性側に移行しても、異物がガラス基板の表面に再付着して不動態化することを抑制する。
つまり、本発明では、磁性体異物を構成する鉄異物をＦｅ２＋に還元していることで、本発明の洗浄工程によっても、Ｆｅ３＋に比べてガラス表面での不動態化による再付着を抑制できる、という効果を奏する。
【００５９】
本発明のキレート剤としては、２座配位以上を行うキレート剤が好ましい。
具体的には、Ｆｅの正八面体の六配位の鉄イオン中心から、ｘｙｚ軸方向に３Å以下の距離において、分子構造を備えることが好ましい。
【００６０】
具体例としては、前記キレート効果を有する薬液は、サリチル酸、フタル酸、グリオキシル酸、シュウ酸、フマル酸、マレイン酸、マロン酸、コハク酸、グルコン酸、トランス−アコニット酸、タルタロン酸、乳酸、ピルビン酸、クエン酸、イソクエン酸、グリコール酸、リンゴ酸、酒石酸等の有機酸。ニトリロ３酢酸、エチレンジアミン４酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン３酢酸、ジエチレントリアミン５酢酸等のアミノカルボン酸。セリン、アスパラギン酸、グルタミン酸、システイン等のアミノ酸から選択される１種以上とする。
【００６１】
以上、本実施形態のガラス基板の製造方法の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよい。
【００６２】
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。
まず、本発明の研磨加工に用いた、磁性体砥粒は、フェライト系の磁性体であり、粒子の形状が角部を有する不定形状であり、平均粒子径が５μｍ以上かつ１０μｍ以下であり、最大磁束密度が１．３Ｔであり、最大透磁率が３．０Ｈ／ｍである磁性体からなる研磨砥粒を用意した。次に、用意した研磨砥粒と水とを混合することで、研磨メディアを作製した。一例としては、研磨メディア中の砥粒の濃度が８５％以上となるよう磁性体砥粒と水とを混合するとよい。  
【００６３】
本実施例においては、管理の容易性、量産適用性を考慮してｗｔ％を用いて磁性流動体の濃度の管理を行ったが、磁性流動体の濃度の管理はｖｏｌ％を用いて行うこともできる。ｗｔ％とｖｏｌ％との換算は、磁性体砥粒のかさ比重と、水の密度１ｇ／ｃｍ３とに基づいて算出することができる。また、上記の比較例及び実施例においては、研磨加工中の磁性流動体からの水の蒸発を考慮して、蒸発した分の水を磁性流動体に補給するようにした。具体的には、ホイールに対して磁性体砥粒と水を混合した供給用磁性流動体を所定の間隔で供給した。供給用磁性流動体は、ホイールに保持される磁性流動体よりも濃度が低く、流動性が高い状態で供給される。
【００６４】
上記研磨処理によって得られるガラス基板Ｇの端面には、図５で示される境界部Ｂ、境界部Ｃに、磁性体砥粒からなる磁性体異物が付着する。
このガラス基板Ｇの端面に対して、以下の実施例に記載された酸性薬液を用いて洗浄を行い、評価した。評価結果を表１に示す。
【００６５】
（実験１）
各々の有機酸薬液は濃度が２ｗｔ％になるよう調整した。リンスの際はｐＨが2以上にならないよう作業を実施した。
磁性砥粒による加工の後、以下の工程で端面の洗浄を実施した。
１）前述薬液をノズルによる噴射、２）薬液を浸漬させたディスクスポンジ、３）薬液をノズルによる噴射によるリンス、４）純水噴射によるリンス。なお、実施例、比較例では、０．５ｍｍの厚さのガラス基板を用いた。
【００６６】
評価方法は、ガラス基板の端面に残存する異物を、粘着性のある冶具で剥離して、その単位面積あたりの付着量を測定して行った。具体的には、ガラス基板端面に残存する異物の残存面積割合については、各試料のガラス基板の四辺の端面のそれぞれの中央部にセロハンテープを貼り、セロハンテープを剥がし、剥がしたセロハンテープの表面をＣＣＤ撮像装置付きの光学顕微鏡を用いて観察した。なお、ガラス基板の端面の加工領域の厚さ方向全長（図５のＢ点からＣ点にかけて）にセロハンテープが貼りつけられるようにした。
【００６７】
光学顕微鏡による観察領域は、図５のガラス基板の端面のＢ点からＣ点までの距離である０．７５ｍｍ×ガラス基板の長さ方向０．７５ｍｍの領域とした。この領域の異物の個数をカウントして、評価を行った。
【００６８】
また、洗浄工程後のガラス基板の主表面（表裏面）に付着する異物についても、評価を行った。具体的には、ガラス表裏面に付着した異物量については、ガラス基板表面検査装置（日立ハイテク電子エンジニアリング社製ＧＩ４８３０）を用いて測定した。測定条件としてはポリスチレン標準粒子１μｍ以上を検知する条件で測定を行った。
【００６９】
【表１】
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【００７０】
表１に示すように、洗浄後のガラス基板の端面状態に関して、図５に示すＡ点、Ｂ点、及びＣ点について、レーザー顕微鏡による表面観察を行い、洗浄効果の評価を実施した。ｐＨ、還元効果、キレート効果各々条件については、薬液物性より尺度化を行った。
【００７１】
表１の、実施例、比較例において、酸解離定数（ｐＫａ）は、ｐＨ４．４以下を◎、ｐＨ４．４〜６を◎、ｐＨ６未満を×と示した。また、還元力は標準水素電極の電極電位から、−０．３５Ｖ以下を◎、−０．３５Ｖ〜−０．０５Ｖを◎、−０．０５Ｖ以上を×とした。
【００７２】
洗浄効果について洗浄後の端面パーティクルの個数が１５０未満である場合を「洗浄効果：高」とし、３００未満である場合を「洗浄効果：有」とした。また、３００で以上ある場合を「洗浄効果：無」とした。
【００７３】
上記観察面積のなかに３００を超える異物がなければ、ディスプレイ製造工程において、鉄系異物の存在による歩留まり低下を引き起こすことがない。鉄系の異物による影響が懸念されるＴＦＴパネル製造工程においても問題なかった。また、上記観察面積のなかに３００を超える異物がないガラス基板からは、ガラス基板表面検査装置によって１μｍを超える異物が検出されなかった。
【００７４】
上記実施例、比較例の結果、有機酸の酸性度、還元能を有するシュウ酸、キレート価の高い酒石酸を用いると高い清浄効果が確認できた。実施例４では、特に高い洗浄効果が得られた。
【００７５】
上記実施例から、有機酸のカルボキシル基を含む薬液を使用し、カルボキシル基の少なくとも一部がイオン化されるｐＨを有するよう、薬液の調整を行うことが好ましい。より好ましくは、複数個所のカルボキシル基を有し、複数個所のカルボキシル基がイオン化するよう、かつガラス等電点のｐＨを下回るように調整した薬液を用いることが好ましい。
【００７６】
上述した通り、本発明の一の態様では、ｐＨを２未満、好ましくはｐＨ１．６未満にすることで、ガラス表面と磁性体異物の静電相互作用を小さくして磁性体異物である鉄をイオン化してをガラス基板の端面から浮上させ、さらにイオン化した鉄をキレートすることでガラスへの再付着を防止する。そして後工程のリンス工程において、洗浄除去する。またリンス工程においても、リンスに用いる薬液は、還元又はキレートに使用した薬液と同様のｐＨを有すればよい。例えば、リンスに用いる薬液はｐＨ３以下、又はｐＨ２〜３の範囲内とすることが好ましい。
酸性の薬液でも濃硝酸や濃硫酸等の強い酸化力のある酸を用いると鉄の表面の不動態化するため、強い酸化力を有する酸は好ましくない。
【００７７】
また、本発明のガラス基板の製造方法では、鉄の価電子数をＦｅ２＋とした上で、錯体を形成することが好ましい。錯体の安定性では、鉄の価電子数はＦｅ２＋よりもＦｅ３＋の方が高い安定性を持つ。しかし、ガラス端面に付着した離れた鉄成分をＦｅ３＋に還元する場合、端面から離れた鉄成分を完全にキレートできなかった場合、リンス工程においてガラス基板の表面で不動態化して再付着してしまうおそれがある。
そのため、本発明では、鉄の錯体を除去すると共に、その他異物の除去を行うリンス工程において、リンスのために洗浄液のｐＨを酸性から中性側に移行したとしても、鉄異物をＦｅ２＋に還元していることで、Ｆｅ３＋に比べてガラス表面での不動態化を抑制でき、鉄異物がガラス基板の表面に再付着することを抑制する。つまり、端面に付着していた鉄異物が表面に回りこむことを抑制する。
【００７８】
また、前記還元効果を有する薬液は、少なくとも標準酸化還元電位が−０．３５Ｖ以下の酸性薬液を含むことが好ましい。Ｆｅ３＋イオンの還元には−０．７７Ｖ必要とされているが、キレート効果を持つ薬液の使用することによりＦｅ３＋イオンの還元電位を下げる事ができる。つまり、上記設定電位以上でも還元効果を得ることができ、端面洗浄が可能になる。上記実施例では、シュウ酸を用いている。なお、Ｆｅ３＋イオンの還元には−０．７７Ｖ必要とするため、より高い洗浄性を得るために、−０．８Ｖ以下の酸性薬液の標準酸化電位を有する薬液を用いても良い。
【００７９】
また、キレート剤としては、２座配位以上を行うキレート剤が好ましい。具体的には、Ｆｅの正八面体の六配位の鉄イオン中心から、ｘｙｚ軸方向に  ３Å以下の距離に電子供与基を有する分子構造を備えることが好ましい。具体例としては、前記キレート効果を有する薬液は、サリチル酸、フタル酸、グリオキシル酸、シュウ酸、フマル酸、マレイン酸、マロン酸、コハク酸、グルコン酸、トランス−アコニット酸、タルタロン酸、乳酸、ピルビン酸、クエン酸、イソクエン酸、グリコール酸、リンゴ酸、酒石酸等の有機酸。ニトリロ３酢酸、エチレンジアミン４酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン３酢酸、ジエチレントリアミン５酢酸等のアミノカルボン酸。セリン、アスパラギン酸、グルタミン酸、システイン等のアミノ酸から選択される１種以上とする。
【００８０】
端面の洗浄は、物理的洗浄を伴う洗浄であることが好ましい。ガラス基板の端面から離れた異物を確実に端面から除去するために、薬液を含みまたは保持した状態でガラス基板の端面に接触し、端面を洗浄する洗浄冶具が用いられるとよい。例えば、ディスクス状のスポンジやブラシなどが好ましい。
【００８１】
本発明を用いて製造されるガラス基板としては、ディスプレイ用途に限定されるものではなく、その他のガラス基板の製造に適用されてもよい。また、ロール状に巻き取られる薄板のガラス基板に適用しても良い。ロール状に巻き取られるガラス基板では、成形されたガラスシートの両側部が切断され、この両側部の切断面に対して加工され、この切断面に対しての加工、洗浄が行われる。
【００８２】
上記実施形態では、実施形態および図４で説明した研磨装置４０を用いて、回転軸３５に取り付けられた磁力体３６ａ、３６ｂ間に保持した研磨メディアによって端面の鏡面研磨加工をしたが、他の形態により磁性体砥粒とガラス基板の端面を接触させて研磨したガラスの洗浄にも用いることができる。図８に他の形態の研磨装置１８０を示す。磁性体を含む研磨スラリー１８７が供給部１８４から、図示しない溝を有する回転ホイール１８２の溝に供給され、回転ホイールに設けられる磁力体１８５により、磁性体を含む研磨スラリー１８７を保持して移動させる。磁性体を含む研磨スラリー１８７は、回転に伴いガラス板の端面に接触して、回収部１８６により回収される。
【００８３】
また、本発明を用いて製造されるガラス板、ガラス基板としては、ディスプレイ用途に限られるものではないが、ディスプレイ用途に好適に用いることができる。本発明を用いて製造されるディスプレイ用ガラス基板としては、駆動用のＴＦＴパネル用ガラス基板に限定されるものではなく、例えば、カラーフィルタ用ガラス基板や、カバーガラス用のガラス基板なども含む。また、ディスプレイ装置としては、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイに限定されるものではなく、その他のディスプレイ用途であってもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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