(57)【要約】【課題】汚れや凹凸等を付けることなく確実にガラス基板の歪みの除去を行なう。【解決手段】表面粗さRaが１０μｍ以上１００μｍ以下の平坦面を有するプレス板１４とガラス基板１６とを交互に重ね合わせ、傾斜台の傾斜面１３ａ上にガラス基板１６及びプレス板１４を複数段積み上げる。プレス板１４は、ガラス基板１６のアニーリングポイントよりも５０℃以上高いアニーリングポイントを有する。一番上に位置するプレス板１４に重り１８を載せる。これにより、ガラス基板１６の両面がプレス板の平坦面１４ａにより押圧される。プレス板の平坦面１４ａにより両面が押圧されたガラス基板１６は、加熱炉１１においてアニール処理される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板と、前記ガラス基板のアニーリングポイントよりも５０℃以上高いアニーリングポイントを有するガラス素材からなるプレス板とを交互に重ね合わせて複数段積み上げることによって、前記ガラス基板の両面を前記プレス板の平坦面で押圧し、
両面が押圧されたガラス基板に対してアニール処理を施すことを特徴とするガラス基板の歪み除去方法。
【請求項２】
前記プレス板及びガラス基板は、一定の角度で傾斜した傾斜面を有する傾斜台に斜めに積み上げられ、前記プレス板の下端側の側面は前記傾斜面に対して直交する方向に取り付けられた支持ロッドにより支持されており、一番上に位置するプレス板上には重りが載置されていることを特徴とする請求項１記載のガラス基板の歪み除去方法。
【請求項３】
前記プレス板は石英板であることを特徴とする請求項１または２記載のガラス基板の歪み除去方法。
【請求項４】
前記平坦面の表面粗さRaは１０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載のガラス基板の歪み除去方法。
【請求項５】
ガラス基板のアニーリングポイントよりも５０℃以上高いアニーリングポイントを有するガラス素材からなり、前記ガラス基板と交互に重ね合わせて複数段積み上げることによって、前記ガラス基板の両面を平坦面で押圧する複数のプレス板と、
両面が押圧されたガラス基板に対してアニール処理を施すアニール処理手段とを有することを特徴とするガラス基板の歪み除去装置。
【請求項６】
一定の角度で傾斜した傾斜面上に前記プレス板及びガラス基板が斜めに積み上げられた傾斜台と、
前記傾斜面に対して直交する方向に取り付けられ、前記プレス板の下端側の側面を支持する支持ロッドと、
一番上に位置するプレス板上に載置される重りとを備えることを特徴とする請求項５記載のガラス基板の歪み除去装置。
【請求項７】
前記プレス板は石英板であることを特徴とする請求項５または６記載のガラス基板の歪み除去装置。
【請求項８】
前記平坦面の表面粗さRaは１０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項５ないし７いずれか１項記載のガラス基板の歪み除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体からの光の入射角度を制限する入射角度制限フィルタなどに用いられる薄型のガラス基板の歪み除去方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、文書等を読み取る小型イメージスキャナが携帯電話機やノート型パソコン等の小型電子機器に組み込まれている。小型イメージスキャナでは、文書等の被写体とイメージセンサとが近接しているが、被写体の各部分からの光は、その各部分に対応する撮像エリアだけでなく、その周辺の撮像エリアにも入射することがある。そのため、イメージセンサに光の入射角度を制限する入射角度制限フィルタを設けることによって、被写体の各部分からの光が、その各部分に対応する撮像エリアに確実に入射するようにしている。
【０００３】
入射角度制限フィルタには、透明のガラス基板の両面に、光入射用の孔が一定の間隔で設けられた多層膜が形成されている。ガラス基板は厚みが０．５ｍｍ程度の極めて薄型のもの（例えばショット社製のD２６３）が用いられ、主にダウンドロー法などにより製造される。したがって、製造後のガラス基板は、厚みの薄さから、面が反り返ったり等の歪みが生じている。その歪みがあるガラス基板を入射角度制限フィルタに用いた場合には、イメージセンサとの距離が歪みが生じた部分と生じていない部分とで変わってしまうため、イメージの輝度ムラ、迷光を生み出す原因となる。そのため、入射角度制限フィルタを製造する際には、予めガラス基板の歪みを除去し、ガラス基板を平坦化することが行われている。
【０００４】
この点に関して、特許文献１では、プラズマディスプレイパネル（PDP）や液晶表示装置（LCD）などに搭載されるガラス基板をアニール処理する際に、ガラス基板の両面を平板状のカーボンプレートで押圧することによって、ガラス基板の歪みを除去し、平坦化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１６２６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の歪み除去方法は、ガラス基板をカーボンプレートで挟み込んでいるため、ガラス基板には汚れが付きやすい。また、カーボンプレートは面の粗さにムラがあるため、ガラス基板をカーボンプレートに挟み込んだときに、ガラス基板の一部にカーボンプレートの凹凸が転写してしまうことがある。このように、ガラス基板に汚れが付いたり、凹凸ができたガラス基板は、そのままでは入射角度制限フィルタのガラス基板として適していないので、本来のフィルタの製造工程以外に、汚れや凹凸を除去する工程が別途必要となり、手間がかかってしまう。
【０００７】
本発明は、汚れや凹凸等を付けることなく確実にガラス基板の歪みを除去することができるガラス基板の歪み除去方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明のガラス基板の歪み除去方法は、ガラス基板と、前記ガラス基板のアニーリングポイントよりも５０℃以上高いアニーリングポイントを有するガラス素材からなるプレス板とを交互に重ね合わせて複数段積み上げることによって、前記ガラス基板の両面を前記プレス板の平坦面で押圧し、両面が押圧されたガラス基板に対してアニール処理を施すことを特徴とする。ここで、アニーリングポイント（徐冷点）とは、ガラスの内部応力が数分で実質的に緩和され殆ど無くなる温度をいう。
【０００９】
前記プレス板及びガラス基板は、一定の角度で傾斜した傾斜面を有する傾斜台に斜めに積み上げられ、前記プレス板の下端側の側面は前記傾斜面に対して直交する方向に取り付けられた支持ロッドにより支持されており、一番上に位置するプレス板上には重りが載置されていることによって、積み上げの際にプレス板とガラス基板との間に空気が入り込んだとしても、プレス板やガラス基板は滑り落ちることがないため、確実にプレス板及びガラス基板の積み上げを行うことができる。なお、前記プレス板は石英板であることが好ましい。また、前記平坦面の表面粗さRaは１０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。
【００１０】
本発明のガラス基板の歪み除去装置は、ガラス基板のアニーリングポイントよりも５０℃以上高いアニーリングポイントを有するガラス素材からなり、前記ガラス基板と交互に重ね合わせて複数段積み上げることによって、前記ガラス基板の両面を平坦面で押圧する複数のプレス板と、両面が押圧されたガラス基板に対してアニール処理を施すアニール処理手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
一定の角度で傾斜した傾斜面上に前記プレス板及びガラス基板が斜めに積み上げられた傾斜台と、前記傾斜面に対して直交する方向に取り付けられ、前記プレス板の下端側の側面を支持する支持ロッドと、一番上に位置するプレス板上に載置される重りとを備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、表面粗さRaが１０μｍ以上１００μｍ以下の平坦面を有し、且つアニーリングポイントがガラス基板のアニーリングポイントよりも５０℃以上高いガラス素材からなるプレス板でガラス基板の両面を押圧し、この押圧状態でガラス基板のアニール処理を行なうことから、汚れや凹凸等をガラス基板に付けることなく、また気泡痕や割れを発生させることなく、確実に面の反りなどの歪みを除去してガラス基板を平坦化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のガラス基板の歪み除去装置を示す断面図である。
【図２】プレス板の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に示すように、本発明のガラス基板の歪み除去装置１０は加熱炉１１、傾斜台１３、複数のプレス板１４を備えており、加熱炉１１においてガラス基板１６をアニール処理をする際に、プレス板１４の平坦面１４ａでガラス基板１６の両面を押圧することによりガラス基板１６の歪みを除去する。ガラス基板１６は、小型のイメージスキャナに組み込まれる入射角度制限フィルタに用いられ、厚みが０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の薄型ガラス基板である。なお、前記ガラス基板の一例とされるショット社製のD２６３の薄型ガラス基板は、厚みが０．１４５ｍｍ程度であり、面の反りが大きい。したがって、D２６３等を光学部品として使用する場合には、何らかの平坦化処理を施す必要がある。
【００１５】
傾斜台１３は、一定の角度で傾斜した傾斜面１３ａを有しており、この傾斜面１３ａ上にプレス板１４とガラス基板１６とが交互に重ね合わされて複数段積み上げられている。また、一番上に位置するプレス板１４上には、重り１８が載せられている。これにより、ガラス基板１６が上側と下側のプレス板１４との間に挟み込まれ、ガラス基板１６の両面は、上側のプレス板の平坦面１４ａと下側のプレス板の平坦面１４ａとによって押圧される。また、傾斜台１３には、傾斜面１３ａに対して直交する方向に支持ロッド２０が取り付けられており、この支持ロッド２０は各プレス板１４の下端側の側面を支持している。
【００１６】
プレス板１４は二酸化ケイ素からなる石英板で構成されており、二酸化ケイ素以外に他の成分を有するガラス板と比較すると、変形が極めて小さく温度の急変に対して安定している。また、プレス板１４のアニーリングポイントは、ガラス基板１６のアニーリングポイントよりも５０℃以上高く設定されている。そのため、ガラス基板１６の両面をプレス板１４で押圧した状態でアニール処理を行う際、ガラス基板１６のアニーリングポイントに達したとしても、プレス板１４は変形しない。したがって、アニール処理の高温下においても、プレス板１４の平坦面１４ａの状態は変化しないため、確実にガラス基板１６の歪みを除去することができる。
【００１７】
また、プレス板１４の両面を構成する平坦面１４ａは、以下の［数１］式で表される表面粗さRaが１０μｍ以上１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍである。
【数１】
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ここで、「数１」のLは、図２に示すように、プレス板の平坦面１４ａのうち任意に選んだ一定区間の距離（基準長さ）を表している。ｆ（ｘ）は、基準長さL間における平坦面１４ａの凹凸を示す粗さ曲線２２上の点と、粗さ曲線２２における凹凸の平均的な高さを示す平均線２４との間の距離を表している。
【００１８】
プレス板の平坦面１４ａを上記範囲内とすることで、プレス板１４でガラス基板１６の両面を押圧したとしても、ガラス基板１６上に凹凸が転写することなく、ガラス基板１６は平坦化される。これに対して、平坦面１４ａの表面粗さRaが１００μｍを超えると、平坦面１４ａにできた凹凸がガラス基板１６に転写してしまうおそれがある。一方、平坦面１４ａの表面粗さRaが１０μｍ未満となると、平坦面１４ａはほぼ鏡面と同等となるため、平坦面１４ａとガラス基板１６が吸着し、その吸着によってガラス基板１６が割れてしまうおそれがある。
【００１９】
一方、特許文献１では、本願と同様にアニール処理時にガラス基板の平坦化を行っているが、面の粗さにムラがあるカーボンプレートを使用しているため、ガラス基板上の一部にカーボンプレートの凹凸が転写されるおそれがある。また、カーボンプレートは、加熱炉内の高温状態に曝されると燃焼して変形するおそれがあるため、加熱炉内に窒素を送り込んで加熱炉内の空気をパージ（窒素ガスパージ）する必要があり、コストが非常にかかっていた。
【００２０】
これに対して、本願で使用するプレス板１４は加工が容易であるため、面の粗さを均一にすることが可能である。したがって、プレス板の平坦面１４ａ全体を、ガラス基板１６上にプレス板１４の凹凸が転写されるおそれがない１００μｍ以下の表面粗さRaに抑えることができる。また、石英板からなるプレス板１４自体の価格はカーボンプレートと比較して安く、またプレス板１４の表面粗さを調整するためのブラスト処理に必要なコストは、カーボンプレート使用時に必要となる窒素ガスパージのコストと比較しても、非常に小さい。
【００２１】
次に、本発明の作用について説明する。まず、傾斜台１３の傾斜面１３ａ上に、表面粗さRaが１０μｍ以上１００μｍ以下の平坦面１４ａを有するプレス板１４を載せ、その上にガラス基板１６を載せる。そして、そのガラス基板１６上にプレス板１４とガラス基板１６とを交互に重ね合わせていくことによって、プレス板１４及びガラス基板１６を複数段積み上げていく。そして、一番上に位置するプレス板１４に重り１８を載せる。これにより、ガラス基板１６の両面がプレス板の平坦面１４ａにより押圧される。
【００２２】
また、プレス板１４とガラス基板１６とを積み上げていく際には、プレス板１４とガラス基板１６との間に入り込む空気によって、プレス板１４やガラス基板１６が滑ることがある。このとき、プレス板１４とガラス基板１６とを平坦な面に積み上げた場合には、プレス板１４等の滑りによって積み上げたものが崩れてしまうおそれがあるが、本願のように、プレス板１４とガラス基板１６とを傾斜台の傾斜面１３ａに積み上げるとともにプレス板１４の下端側の側面を支持ロッド２０で支持することによって、プレス板１４とガラス基板１６との間に空気が入り込んだとしてもプレス板１４等は滑ることがないため、確実に積み上げを行うことができる。
【００２３】
プレス板１４及びガラス基板１６の積み上げが完了したら、加熱炉の扉１１ａを開け、プレス板１４及びガラス基板１６が積み上げられた傾斜台１３を加熱炉１１内に入れる。傾斜台１３が加熱炉１１内に入ったら扉１１ａを閉め、加熱炉１１内を常温から５００℃まで徐々に加熱し、５００℃を８時間程度維持する。その後、加熱炉内１１で１００℃まで徐冷する。これにより、アニール処理が完了する。処理後のガラス基板１６は、残留応力や面の反りなどの歪みが除去されて平坦化されている。アニール処理後のガラス基板１６は、そのまま加熱炉１１内で自然冷却される。なお、アニール処理における加熱時間や徐冷時間の計測はタイマースイッチで行なわれる。
【００２４】
なお、本実施形態では、ガラス基板の両面を石英板からなるプレス板で押圧したが、表面粗さRaが１０μｍ以上１００μｍ以下の平坦面を有し、且つアニーリングポイントがガラス基板のアニーリングポイントよりも５０℃以上高いガラス素材からなるプレス板であれば、石英板以外で押圧してもよい。その他、ガラス基板をアニール処理する温度で変形しないもの、例えば、鉄板、セラミックなどで押圧をしてもよい。
【００２５】
また、本実施形態では、本発明により、小型イメージスキャナの入射角度制限フィルタに用いられる薄型のガラス基板の歪みを除去したが、その他、本発明は、プラズマディスプレイパネル（PDP）や液晶表示装置（LCD）などに搭載されるガラスパネルの歪みをも除去することもできる。
【符号の説明】
【００２６】
１０  ガラス基板の歪み除去装置
１１  加熱炉
１３  傾斜台
１３ａ  傾斜面
１４  プレス板
１４ａ  平坦面
１６  ガラス基板
２０  支持ロッド
【図１】
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【図２】
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