(57)【要約】      （修正有）【課題】ガラス基板端部に光を照射し、欠陥からの散乱光を観察する検査方法では、ガラス基板内部のマイクロクラックを検出することは困難である。ガラス基板端部で反射した光を屈折体を通して観察し、ガラス基板端部の欠陥を調査する方法では、観察できる視野が狭く、検査の効率が低い。【解決手段】ガラス基板に斜めに入射し、ガラス基板内を全反射して進行する光により照射されたガラス基板端部を、ガラス基板端部の外側から観察する。ガラス基板端部１３近傍に載置した、屈折率がガラス基板１１より大きい屈折体１６を通して、ガラス基板１１に光１２を入射させる。光１２は、ガラス基板１１内を全反射して進み、ガラス基板端部１３に達する。光１２の入射位置１７を、ガラス基板端部１３のごく近くに設置できるので、光１２がほとんど減衰しないでガラス基板端部１３まで届く。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板の主面に斜めに入射し、前記ガラス基板内を全反射して進行する光により照射されたガラス基板端部を、前記ガラス基板端部の外側から観察することを特徴とするガラス基板端部の検査方法。
【請求項２】
前記ガラス基板の主面に垂直な方向から見たとき、前記ガラス基板に入射する前記光が、前記ガラス基板端部と斜交することを特徴とする請求項１に記載のガラス基板端部の検査方法。
【請求項３】
前記ガラス基板の主面に垂直な方向から見たとき、前記ガラス基板に入射する前記光の、前記ガラス基板端部と交わる交角αが、５°〜８０°であることを特徴とする請求項２に記載のガラス基板端部の検査方法。
【請求項４】
前記ガラス基板に入射する前記光の、前記ガラス基板端部と交わる交角αを変化させることを特徴とする請求項２または３に記載のガラス基板端部の検査方法。
【請求項５】
前記ガラス基板に入射する前記光の交角αの変化する範囲が、交角αの変化が最小のとき、−５°〜＋５°であり、変化が最大のとき、−８０°〜＋８０°であることを特徴とする請求項４に記載のガラス基板端部の検査方法。
【請求項６】
前記ガラス基板の主面に平行、かつ、前記光の進行方向に垂直な方向から見たとき、前記ガラス基板の主面への前記光が、入射角βで入射し、その入射角βは前記光がガラス基板内部で全反射を起こさせる範囲内であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のガラス基板端部の検査方法。
【請求項７】
前記ガラス基板端部の近傍に載置した、屈折率が前記ガラス基板の屈折率とほぼ等しい屈折体を通して、前記ガラス基板に前記光を入射させることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載のガラス基板端部の検査方法。
【請求項８】
前記ガラス基板の屈折率をｎｇ、前記屈折体の屈折率をｎｒとしたとき、ｎｒとｎｇの差が０．１以下であることを特徴とする、請求項７に記載のガラス基板端部の検査方法。
【請求項９】
前記屈折体と前記ガラス基板との間隙に浸液を満たすことを特徴とする、請求項７または８に記載のガラス基板端部の検査方法。
【請求項１０】
前記ガラス基板に入射する前記光および前記観察装置を、前記ガラス基板端部と平行に相対的に移動させながら、前記ガラス基板端部を検査することを特徴とする、請求項１から９のいずれかに記載のガラス基板端部の検査方法。
【請求項１１】
前記ガラス基板が、板厚が０．５ｍｍ〜５ｍｍのガラス基板であることを特徴とする、請求項１から１０のいずれかに記載のガラス基板端部の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガラス基板端部の検査方法、特にガラス基板端部の表面近くの浅い部分に生じるマイクロクラックの検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイに用いられるガラス基板は、フロート法、オーバーフローダウンドロー法などにより製造された帯状のガラス板から、矩形に切り出されたガラス板の端部、エッジ、あるいはコーナー部を研磨して得られる。
【０００３】
これらのガラス基板は、研磨加工や搬送などの際、位置決め治具や搬送治具との接触、あるいは、研磨条件の変動などにより、エッジ、コーナー部、端面などの基板端部に、微細な欠陥が発生することがある。
【０００４】
一方、ガラス基板は、フラットパネルディスプレイの製造工程で、種々の熱処理を受けることから、前記の微細な欠陥がガラス基板端部に存在すると、熱処理工程や搬送工程において、ガラス基板が破損する原因となる。
【０００５】
そのため、端部の研磨加工が完了したガラス基板について、ガラス基板端部の微細な欠陥の検査が、光学的に行なわれる。このような微細な欠陥の光学的検査は、一般には、ガラス基板端部に光を照射し、欠陥からの散乱光を、目視観察あるいは光学的に画像処理をして行なわれる。
【０００６】
また、ガラス基板より屈折率の高い屈折体（プリズム）を、浸液を介してガラス基板表面に載せ、当該屈折体を通して光をガラス基板内部に導入し、ガラス基板内部で光を全反射させて、ガラス基板端部まで導き、ガラス基板端部で反射した光を同じ屈折体を通して観察することにより、ガラス基板端部の欠陥を検査する方法が提案されている（特許文献１）。この方法は、ガラス基板端部を直接観察できない場合に有効である。
【０００７】
また、ガラス基板より屈折率の高い屈折体（プリズム）を、浸液を介してガラス基板表面に載せ、当該屈折体を通して光をガラス基板内部に導入し、ガラス基板内部で光を全反射させて導き、ガラス基板内部の欠陥による散乱光を観察することにより、ガラス基板を検査する方法が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１７２７１２号公報
【特許文献２】特開２００３−３２９６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ガラス基板端部に発生する欠陥は、端部表面に発生することが多いが、中にはマイクロクラックとして、ガラス内部に進展するものがある。このようなマイクロクラックは微細であるが、僅かな熱的あるいは機械的な応力により、ガラス基板が破損する原因となるため、このようなマイクロクラックを検出することは重要である。
【００１０】
しかし、ガラス基板端部に観察者側から光を照射し、欠陥からの散乱光を、目視あるいは光学的画像処理により観察する一般的な検査方法では、光がガラス基板端部の表面で反射して内部に到達しにくいという問題がある。また、ガラス基板端部の表面で光が反射して観察を妨げるため、ガラス基板内部のマイクロクラックを検出することは困難である。
【００１１】
さらに、ガラス基板端部の表面が研削もしくは研磨加工された面であると、すりガラス状の面を呈することとなり、それらにより光の乱反射を生じるため、ガラス基板内部のマイクロクラックを検出することは、さらに困難になる。
【００１２】
特許文献１に記載された検査方法では、屈折体を通してガラス基板に入射させた光を、ガラス基板端部で反射させ、戻った光を同じ屈折体を通して観察することにより、ガラス基板端部の欠陥を検査しているため、観察できる視野が狭く、検査の効率が低いという問題がある。
【００１３】
特許文献２に記載された検査方法では、ガラス基板内部の欠陥の観察を目的として、ガラス基板の主面（表面あるいは裏面）から内部を観察する方法であり、ガラス基板の表裏面は鏡面であるから、ガラス基板内部の観察は容易であるが、Ｒ面取りやＣ面取り加工されたガラス基板端部については、当該端部の形状に起因する陰が生じ、端部表面直下のガラス基板内部の観察が困難となる。
【００１４】
また、従来、観察者と反対側のガラス基板端部に光を照射し、ガラス基板内部を通過した光を観察者側の端部から観察することにより、ガラス基板端部の欠陥を検査する方法がある。この方法は、小型のガラス基板には有効であるが、近年のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板のように、面積が大きい割にその厚さが薄いガラス基板においては、光が一辺から他辺へ進行する間に大きく減衰してしまい、入射と反対側の端部の観察に支障を来す。
【００１５】
このように、従来の検査方法では、ガラス基板端部の表面直下に存在するマイクロクラックをより確実に検出することは難しい。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の要旨は以下のとおりである。
（１）本発明のガラス基板端部の検査方法は、ガラス基板の主面に斜めに入射し、ガラス基板内を全反射して進行する光により照射されたガラス基板端部を、ガラス基板端部の外側から観察することを特徴とする。
（２）本発明のガラス基板端部の検査方法は、ガラス基板の主面に垂直な方向から見たとき、ガラス基板に入射する光が、ガラス基板端部と斜交することを特徴とする。
（３）本発明のガラス基板端部の検査方法は、ガラス基板の主面に垂直な方向から見たとき、ガラス基板に入射する光の、ガラス基板端部と交わる交角αが、５°〜８０°であることを特徴とする。
（４）本発明のガラス基板端部の検査方法は、ガラス基板に入射する光の、ガラス基板端部と交わる交角αを変化させることを特徴とする。
（５）本発明のガラス基板端部の検査方法は、ガラス基板に入射する光の交角αの変化する範囲が、交角αの変化が最小のとき、−５°〜＋５°であり、変化が最大のとき、−８０°〜＋８０°であることを特徴とする。
（６）本発明のガラス基板端部の検査方法は、ガラス基板の主面に平行、かつ、光の進行方向に垂直な方向から見たとき、ガラス基板の主面への光の入射角βが、入射光がガラス基板内部で全反射を起こさせる範囲内であることを特徴とする。
（７）本発明のガラス基板端部の検査方法は、ガラス基板端部の近傍に載置した、屈折率がガラス基板の屈折率に近い屈折体を通して、ガラス基板に光を入射させることを特徴とする。
（８）本発明のガラス基板端部の検査方法は、ガラス基板の屈折率をｎｇ、屈折体の屈折率をｎｒとしたとき、ｎｒとｎｇの差が０．１以下であることを特徴とする。
（９）本発明のガラス基板端部の検査方法は、屈折体とガラス基板との間隙に浸液を満たすことを特徴とする。
（１０）本発明のガラス基板端部の検査方法は、ガラス基板に入射する光および観察装置を、ガラス基板端部と平行に相対的に移動させながら、ガラス基板端部を検査することを特徴とする。
（１１）本発明のガラス基板端部の検査方法は、ガラス基板が、板厚が０．５ｍｍ〜５ｍｍのガラス基板であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のガラス基板端部の検査方法により、従来の検査方法では困難であった、ディスプレイ用ガラス基板の端部表面直下の欠陥、特にマイクロクラックを光学的に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）本発明のガラス基板端部の検査方法の説明図（ガラス基板の主面に垂直な方向から見た図）、（ｂ）本発明のガラス基板端部の検査方法の説明図（ガラス基板の主面に平行、かつ光の進行方向に垂直な方向から見た図）
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の検査方法では、ガラス基板端部の検査を行なうに際し、光をガラス基板の主面に斜めに入射させ、ガラス基板内を全反射により進行させて、ガラス基板端部を照射させる。そして、ガラス基板端部を、その外側から観察する。
【００２０】
図１（ａ）は本発明のガラス基板端部の検査方法の説明図であって、ガラス基板１１の主面１１ａに垂直な方向から見た図である。図１（ｂ）は本発明のガラス基板端部の検査方法の説明図であって、ガラス基板１１の主面１１ａに平行、かつ、光１２の進行方向に垂直な方向から見た図である。
【００２１】
本発明の検査方法では、図１（ａ）に示すように、ガラス基板１１の主面１１ａに対して垂直方向から見たとき、ガラス基板１１への入射光（以下、単に光ともいう）１２が、ガラス基板端部１３に対して斜交する（直交しない）ことが好ましい。入射光１２とガラス基板端部１３との交わる角度を交角αとすると、入射光１２がガラス基板端部１３と直交する場合には交角αは０°である。
【００２２】
ガラス基板１１への入射光１２がガラス基板端部１３と直交する場合（交角α＝０°）には、散乱しない直進光１２が、直接、観察装置１４に入射するため、マイクロクラック１５による弱い散乱光の観察が困難になる。
【００２３】
これに対して、入射光１２をガラス基板端部１３と斜交させると（交角α≠０°）、散乱しないで直進する強い光１２が、直接、観察装置１４に入射しないため、マイクロクラック１５による弱い散乱光の観察が容易になる。
【００２４】
入射光１２がガラス基板端部１３と交わる交角αは、５°〜８０°が好ましい。交角αが５°より小さいと、入射光１２がガラス基板端部１３と直交する場合と同じように、散乱しないで直進する強い光１２が観察装置１４に入射しやすくなるため、マイクロクラック１５による弱い散乱光の観察が困難になりやすい。
【００２５】
一方、交角αが８０°より大きいと、マイクロクラック１５の散乱光の観察装置１４へ向かう光量が減ってしまい、検出感度が低くなる。
【００２６】
本発明の検査方法では、好ましくは、入射光１２とガラス基板端部１３の交わる交角αを変化させながら、ガラス基板端部１３を観察し、マイクロクラック１５を検査する。入射光１２の方向とマイクロクラック１５の方向が特定の関係になったとき、マイクロクラック１５が特に明るく視認でき、検出しやすくなる。マイクロクラック１５が明るく視認できるための入射光１２の方向は、個々のマイクロクラック１５によって異なるため、入射光１２の交角αを変化させることが好ましい。それにより、さまざまな方向を向いたマイクロクラック１５が、確実に検出できる。
【００２７】
ガラス基板端部１３と直交する方向を中心として（そのときの交角αは０°である）、入射光１２の方向変化を交角αで表わすと、交角αの変化範囲が最小のとき、−５°〜＋５°、交角αの変化範囲が最大のとき、−８０°〜＋８０°が適当である。
【００２８】
本発明の検査方法では、好ましくは、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、ガラス基板１１のガラス基板端部１３の検査を行なうに際し、ガラス基板端部１３近傍に載置した、屈折率がガラス基板１１の屈折率に近い屈折体（プリズム）１６を通して、ガラス基板１１に光１２を入射させる。ガラス基板１１への入射光１２は、ガラス基板１１内を全反射して進み、ガラス基板端部１３に達する。このようにすると、光１２の入射位置１７を、ガラス基板端部１３のより近傍に設置できることから、光１２はほとんど減衰しないでガラス基板端部１３まで届く。そのため、ガラス基板端部１３のマイクロクラック１５による散乱光が明るく観察できる。
【００２９】
ガラス基板１１の屈折率をｎｇ、屈折体１６の屈折率をｎｒとしたとき、好ましくは、ｎｒとｎｇの差が０．１以下である。
【００３０】
ガラス基板端部１３にマイクロクラック１５があるときは、マイクロクラック１５で光１２が散乱する。このため、光１２の進路が乱れ、マイクロクラック１５を光学的に検知できる。
【００３１】
本発明では、ガラス基板端部１３の外側から光１２を観察するため、観察装置１４の設置位置に、ほとんど制約が無い。また、ガラス基板端部１３の広い範囲が一度に観察できるため、検査の効率が良い。
【００３２】
ガラス基板１１の主面１１ａに平行で、かつ、光１２の進行方向に垂直な方向から見たとき、ガラス基板１１への入射光１２は、ある入射角β（図１（ｂ））をもつものとする。入射角βは入射光１２がガラス基板内部で全反射を起こす範囲に限定され、その上限及び下限は、屈折体１６の屈折率ｎｒ、ガラス基板１１の屈折率ｎｇおよび浸液１８の屈折率ｎｌを用いた光学的計算により決定される。屈折体１６を通過した光は入射角βで浸液１８に入射し、屈折角γで浸液１８に進入し、更に屈折角δでガラス基板１１内に進入する。それぞれの関係は、式（１）、（２）で表される。
γ＝Ｓｉｎ−１（ｓｉｎβ×（ｎｒ／ｎｌ））・・・（１）
δ＝Ｓｉｎ−１（ｓｉｎγ×（ｎｌ／ｎｇ））・・・（２）
δが下記の式（３）で示すように、ガラス基板１１中の臨界角θｍより大きい条件であれば、光がガラス基板１１内で全反射することになるが、この条件を満たす範囲内でβの上限と下限が決定される。
δ＞θｍ＝Ｓｉｎ−１（ｎａ／ｎｇ）・・・（３）
ここでｎａはガラス基板１１が浸液１８と接している面の反対側の面に接している物質の屈折率を表す。ガラス基板１１への入射角βが上記の下限より小さいと、装置上の制約から、光１２をガラス基板１１に入射させることが難しい。ガラス基板１１への入射角βが上記の上限を超えると、ガラス基板１１への入射光１２が全反射せず、ガラス基板１１を透過してしまうため、光１２がガラス基板端部１３まで届かず、ガラス基板端部１３の検査ができない。
【００３３】
本発明の検査方法では、屈折体１６とガラス基板１１との間隙に、浸液１８を満たすことが好ましい。屈折体１６とガラス基板１１の接触部の平面度が良いときは、屈折体１６を直接ガラス基板１１に載置して光１２を入射させることができるが、平面度が悪いと屈折体１６がガラス基板１１に密着しないため、光１２を入射させることができない。そのようなとき、屈折体１６とガラス基板１１との間隙に浸液１８が満たされていれば、屈折体１６がガラス基板１１に密着したのと同様の状態となり、光１２を効率良く入射させることができる。
【００３４】
浸液１８の屈折率は、屈折体１６の屈折率とガラス基板１１の屈折率の間の値であることが好ましい。このようにすると、入射光１２の入射角βの範囲が広くなり、また、屈折体１６とガラス基板１１との界面での光１２の損失が少なくなるため、ガラス基板端部１３が明るく観察できる。
【００３５】
本発明では、好ましくは、ガラス基板１１への入射光１２および観察装置１４と、ガラス基板１１とを、ガラス基板端部１３と平行に、相対的に移動させながら、ガラス基板端部１３を検査する。このようにすれば、長大なガラス基板１１に対してもガラス基板端部１３を連続的に効率よく検査することができる。
【００３６】
本発明は、板厚が０．５ｍｍ〜５ｍｍの、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板のガラス基板端部の検査に好適である。フラットパネルディスプレイ用ガラス基板は、面積に比べて板厚が非常に薄い。そのため、搬送時や熱処理時に、たわみや変形が起きやすく、微細な欠陥によっても破損しやすい。そのため本発明のガラス基板端部の検査方法が、特に有効に用いられる。
【実施例】
【００３７】
板厚が１．８ｍｍのフラットパネルディスプレイ用のガラス基板１１の、ガラス基板端部１３から１５ｍｍ離れた位置に、屈折体（ガラスプリズム）１３を載せた。ガラス基板１１の屈折率は１．５５、屈折体１６の屈折率は１．５２であった。ガラス基板１１と屈折体１６の間隙に、浸液１８（屈折率１．３３）を満たした。
【００３８】
屈折体１６に検査用の光１２（照度５０，０００Ｌｕｘ）を入射させ、ガラス基板１１内部を全反射させて、ガラス基板端部１３に達するようにした。入射光１２の入射角βは４８°であった。入射光１２と屈折体１６の位置関係を保持しながら、入射光１２の方向を変化させ、入射光１２とガラス基板端部１３の交角αが、±３０°の範囲で変化するようにした。
【００３９】
ガラス基板端部１３を観察装置１４（マイクロスコープ）で撮像し、ディスプレイに画像（約８０倍）を映して目視観察すると同時に、画像処理装置を用いて、主として、ガラス基板端部１３の表面直下に発生したマイクロクラック１５を検査した。
【００４０】
上記のガラス基板端部１３の検査は、光１２、屈折体１６、浸液１８、観察装置１４を、ガラス基板端部１３と相対的に平行移動させながら行なった。
【００４１】
本発明の検査方法により、従来の検査方法では検出が困難であったガラス基板端部１３表面直下のマイクロクラック１５が、高感度で効率良く検出できるようになった。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明のガラス基板端部の検査方法は、面積が大きく、厚さの薄いディスプレイ用ガラス基板の、端部表面直下の欠陥、特にマイクロクラックを光学的に検査するのに適している。
【符号の説明】
【００４３】
１１        ガラス基板
１１ａ      ガラス基板の主面
１２        入射光、光
１３        ガラス基板端部
１４        観察装置
１５        マイクロクラック
１６        屈折体
１７        光の入射位置
１８        浸液
【図１】
2011043457.tif 000003