(57)【要約】【課題】本発明の目的は、表面に形成された樹脂パターンの剥離を抑制するガラス板の製造方法、および、その方法によって製造されるガラス板を提供することである。【解決手段】ガラス板の製造方法は、熔融工程と、成形工程と、処理工程とを備える。熔融工程では、ガラス原料を熔融して熔融ガラス９０を生成する。成形工程では、ダウンドロー法により熔融ガラス９０からガラス板９２を成形する。表面処理工程では、少なくともガラス板９２の素子形成面９２ａを処理して、Ｓｉ原子数濃度が高い部分を素子形成面９２ａから除去する。素子形成面９２ａは、ガラス板９２の一方の主表面であって、素子が形成される表面である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス原料を熔融して熔融ガラスを生成する熔融工程と、
ダウンドロー法により前記熔融ガラスからガラス板を成形する成形工程と、
少なくとも前記ガラス板の素子形成面を処理して、Ｓｉ原子数濃度が高い部分を前記素子形成面から除去する表面処理工程と、
を備え、
前記素子形成面は、前記ガラス板の一方の主表面であって、素子が形成される表面である、
ガラス板の製造方法。
【請求項２】
前記表面処理工程で処理された前記ガラス板では、前記素子形成面におけるＳｉ原子数濃度は、前記ガラス板の厚み方向の中心におけるＳｉ原子数濃度の９５％以上かつ１０５％以下である、
請求項１に記載のガラス板の製造方法。
【請求項３】
前記表面処理工程では、前記素子形成面が研磨処理される、
請求項１または２に記載のガラス板の製造方法。
【請求項４】
ダウンドロー法により成形されたガラス板であって、
前記ガラス板の素子形成面におけるＳｉ原子数濃度は、前記ガラス板の厚み方向の中心におけるＳｉ原子数濃度の９５％以上かつ１０５％以下であり、
前記素子形成面は、前記ガラス板の一方の主表面であって、素子が形成される表面である、
ガラス板。
【請求項５】
前記素子形成面における、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の原子数濃度であるアルカリ原子数濃度は、前記ガラス板の厚み方向の中心における前記アルカリ原子数濃度の９５％以上かつ１０５％以下である、
請求項４に記載のガラス板。
【請求項６】
前記素子形成面は、研磨処理された表面であって、０．３ｎｍより大きく、かつ、１．０ｎｍ以下の算術平均粗さＲａを有する、
請求項４または５に記載のガラス板。
【請求項７】
前記素子形成面に、幅が５μｍ以下の線を有する樹脂パターンが形成された、
請求項４から６のいずれか１項に記載のガラス板。
【請求項８】
フラットパネルディスプレイ用のガラス基板に用いられる、
請求項４から７のいずれか１項に記載のガラス板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス板の製造方法、およびガラス板に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイは、光の透過量を制御するＴＦＴ（Thin Film Transistor）と、液晶と、カラーフィルタとから構成される。液晶ディスプレイに代表されるカラーフィルタディスプレイに用いられるカラーフィルタパネルの製造には、通常、ガラス板の表面にブラックマトリックス樹脂のパターンを形成し、次に、赤、緑、青、黄、白およびその他の異なる色相を、順次、ストライプ状あるいはモザイク状等のパターンで形成する方法が用いられる。
【０００３】
ディスプレイの高精細化に伴い、ガラス板の表面に形成されるブラックマトリックスのパターンの線幅およびピッチは小さくなっている。例えば、ディスプレイの高コントラスト化を達成するために、ブラックマトリックスの高細線化・高精細化（例えば、２０μｍ未満の線幅）による開口率の向上、および、ブラックマトリックスの高い寸法精度による遮光性の向上が必要になっている。また、カラーフィルタの用途および色により異なるが、ディスプレイの画素数の高密度化に伴い、パターンサイズが、赤、緑および青の画素では２００μｍ〜３００μｍから１００μｍになり、ブラックマトリックスでは１０μｍから５μｍ以下になる細線化の技術が開発されている。
【０００４】
カラーフィルタの製造法には、電着法、染色法、印刷法および顔料分散法等があるが、最近では、特許文献１（特開２０１１−０５３７１０号公報）に開示されるように、顔料分散法が主流となっている。顔料分散法は、ガラス板に塗布された感光性樹脂に、顔料を分散させたカラーレジスト、または、非感光樹脂に顔料を分散させたカラーペーストを、フォトリソグラフィ加工法を用いてパターン形成する方法である。顔料分散法は、染色工程が不要なため製造工程が簡略化でき、また、得られた着色画素は、耐光性・耐熱性に優れ、高精度の画素を形成できるという利点がある。また、顔料を含んだ樹脂製のブラックマトリックスは、一般的にガラス板の表面への密着性が低く、シランカップリング剤等を添加して密着性の向上が図られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ガラス板の表面と樹脂パターンとの間の密着性は、ガラス板の表面状態の影響を受ける。特に、線幅が５μｍ以下の高細線化されたブラックマトリックスは、ガラス板の表面状態の影響を受けて、ガラス板から剥離しやすくなる。
【０００６】
本発明の目的は、表面に形成された樹脂パターンの剥離を抑制するガラス板の製造方法、および、その方法によって製造されるガラス板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るガラス板の製造方法は、熔融工程と、成形工程と、表面処理工程とを備える。熔融工程では、ガラス原料を熔融して熔融ガラスを生成する。成形工程では、ダウンドロー法により熔融ガラスからガラス板を成形する。表面処理工程では、少なくともガラス板の素子形成面を処理して、Ｓｉ原子数濃度が高い部分をガラス板の素子形成面から除去する。素子形成面は、ガラス板の一方の主表面であって、素子が形成される表面である。
【０００８】
このガラス板の製造方法では、ダウンドロー法により成形されたガラス板の素子形成面を処理する工程において、Ｓｉ原子数濃度が高い部分であるシリカリッチ層が素子形成面から除去される。ブラックマトリックス等の樹脂を用いて所望の配線パターンを素子形成面に形成し、現像液を用いて素子形成面を現像すると、樹脂パターンが素子形成面に形成される。素子形成面にシリカリッチ層が存在する場合、現像時において現像液によってシリカリッチ層が侵食され、ガラス板と樹脂パターンとの間の界面に現像液が侵入し、樹脂パターンが素子形成面から剥離しやすくなる。従って、このガラス板の製造方法は、シリカリッチ層を素子形成面から除去する処理を行うことで、素子形成面に形成された樹脂パターンの剥離を抑制することができる。
【０００９】
また、表面処理工程で処理されたガラス板では、素子形成面におけるＳｉ原子数濃度は、ガラス板の厚み方向の中心におけるＳｉ原子数濃度の９５％以上かつ１０５％以下であることが好ましい。
【００１０】
また、表面処理工程では、素子形成面が研磨処理されることが好ましい。
【００１１】
本発明に係るガラス板は、ダウンドロー法により成形されたガラス板である。ガラス板の素子形成面におけるＳｉ原子数濃度は、ガラス板の厚み方向の中心におけるＳｉ原子数濃度の９５％以上かつ１０５％以下である。素子形成面は、ガラス板の一方の主表面であって、素子が形成される表面である。
【００１２】
このガラス板では、素子形成面におけるＳｉ原子数濃度は、ガラス板の厚み方向の中心におけるＳｉ原子数濃度の９５％以上かつ１０５％以下である。そのため、このガラス板は、その素子形成面に、Ｓｉ原子数濃度が高い部分であるシリカリッチ層を有さない。従って、このガラス板は、その素子形成面に形成された樹脂パターンの剥離を抑制することができる。
【００１３】
また、素子形成面におけるアルカリ原子数濃度は、ガラス板の厚み方向の中心におけるアルカリ原子数濃度の９５％以上かつ１０５％以下であることが好ましい。アルカリ原子数濃度は、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の原子数濃度である。
【００１４】
また、素子形成面は、研磨処理された表面であって、０．３ｎｍより大きく、かつ、１．０ｎｍ以下の算術平均粗さＲａを有することが好ましい。
【００１５】
また、素子形成面に、幅が５μｍ以下の線を有する樹脂パターンが形成されることが好ましい。
【００１６】
また、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板に用いられるガラス板であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るガラス板の製造方法によって製造されるガラス板は、その表面に形成された樹脂パターンの剥離を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係るガラス板の製造方法のフローチャートである。
【図２】図１の熔解工程から切断工程までを行う装置の模式図である。
【図３】表面処理される前のガラス板の断面図である。
【図４】ガラス板の素子形成面からの深さに対する、Ｓｉ原子数濃度の変化を示すグラフの一例である。
【図５】ガラス板の素子形成面からの深さに対する、Ｃａ原子数濃度の変化を示すグラフの一例である。
【図６】樹脂パターンを評価する工程を表すフローチャートである。
【図７】フォトマスクの模式図である。
【図８】樹脂パターンの評価方法を説明するための図である。
【図９】変形例Ａにおける、ガラスリボンの成形装置の外観図である。
【図１０】変形例Ａにおける、ガラスリボンの成形装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（１）ガラス板の製造方法の概要
本発明の実施形態としてのガラス板の製造方法について、図面を参照しながら説明する。本実施形態におけるガラス板の製造方法は、ダウンドロー法を用いてガラス板を製造する方法である。
【００２０】
最初に、ガラス板の製造方法の概要を説明する。この製造方法によって製造されるガラス板は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイおよび有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造、および、太陽電池パネルの製造に用いられる。ガラス板は、例えば、０.２ｍｍ〜０.８ｍｍの厚みを有し、かつ、縦６８０ｍｍ〜２２００ｍｍおよび横８８０ｍｍ〜２５００ｍｍの寸法を有する。ガラス板は、例えば、次の組成（ａ）〜（ｊ）を有する。
【００２１】
（ａ）ＳｉＯ2：５０質量％〜７０質量％、
（ｂ）Ａｌ2Ｏ3：１０質量％〜２５質量％、
（ｃ）Ｂ2Ｏ3：５質量％〜１８質量％、
（ｄ）ＭｇＯ：０質量％〜１０質量％、
（ｅ）ＣａＯ：０質量％〜２０質量％、
（ｆ）ＳｒＯ：０質量％〜２０質量％、
（ｇ）ＢａＯ：０質量％〜１０質量％、
（ｈ）ＲＯ:５質量％〜２０質量％（Ｒは、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａから選択される少なくとも１種である。）、
（ｉ）Ｒ’2Ｏ:０質量％〜２．０質量％（Ｒ’は、Ｌｉ、ＮａおよびＫから選択される少なくとも１種である。）、
（ｊ）ＳｎＯ2、Ｆｅ2Ｏ3およびＣｅＯ2から選ばれる少なくとも１種の金属酸化物。
【００２２】
次に、オーバーフローダウンドロー法を用いるガラス板の製造工程について説明する。図１は、ガラス板の製造工程を表すフローチャートの一例である。ガラス板の製造工程は、主として、熔解工程（ステップＳ１０）と、清澄工程（ステップＳ２０）と、攪拌工程（ステップＳ３０）と、成形工程（ステップＳ４０）と、徐冷工程（ステップＳ５０）と、切断工程（ステップＳ６０）と、表面処理工程（ステップＳ７０）とからなる。図２は、熔解工程Ｓ１０から切断工程Ｓ６０までを行うガラス板製造装置１００の模式図である。ガラス板製造装置１００は、熔解装置１０１と、清澄装置１０２と、攪拌装置１０３と、成形装置１０４と、切断装置１０５とから構成される。
【００２３】
熔解工程Ｓ１０では、熔解装置１０１によって、バーナー等の加熱手段によりガラス原料が熔解され、１５００℃〜１６００℃の高温の熔融ガラス９０が生成される。ガラス原料は、所望の組成のガラスを実質的に得ることができるように調製される。ここで、「実質的に」とは、０．１質量％未満の範囲で、その他の微量成分の存在が許容されることを意味する。
【００２４】
清澄工程Ｓ２０では、清澄装置１０２によって、熔解工程Ｓ１０で生成された熔融ガラス９０をさらに昇温させることで、熔融ガラス９０の清澄が行われる。清澄装置１０２において、熔融ガラス９０の温度は、１６００℃〜１７５０℃、好ましくは１６５０℃〜１７００℃に上昇させられる。清澄装置１０２では、熔融ガラス９０に含まれるＯ2、ＣＯ2およびＳＯ2の微小な泡が、ガラス原料に含まれるＳｎＯ2等の清澄剤の還元により生じたＯ2を吸収して成長し、熔融ガラス９０の液面に浮上する。
【００２５】
攪拌工程Ｓ３０では、攪拌装置１０３によって、清澄工程Ｓ２０で清澄された熔融ガラス９０が攪拌され、化学的および熱的に均質化される。攪拌装置１０３では、熔融ガラス９０は鉛直方向に流れながら、軸回転するスターラーによって攪拌され、攪拌装置１０３の底部に設けられた流出口から下流工程に送られる。また、攪拌工程Ｓ３０では、ジルコニアリッチの熔融ガラス９０等、熔融ガラス９０の平均的な比重と異なる比重を有するガラス成分が攪拌装置１０３から除去される。
【００２６】
成形工程Ｓ４０では、成形装置１０４によって、オーバーフローダウンドロー法によって、攪拌工程Ｓ３０で攪拌された熔融ガラス９０からガラスリボン９１が成形される。具体的には、成形セルの上部から溢れて分流した熔融ガラス９０が、成形セルの側壁に沿って下方へ流れ、成形セルの下端で合流することでガラスリボン９１が連続的に成形される。熔融ガラス９０は、成形工程Ｓ４０に流入する前に、オーバーフローダウンドロー法による成形に適した温度、例えば、１２００℃まで冷却される。
【００２７】
徐冷工程Ｓ５０では、成形装置１０４によって、成形工程Ｓ４０で連続的に生成されたガラスリボン９１が、歪みおよび反りが発生しないように温度制御されながら、徐冷点以下まで徐冷される。
【００２８】
切断工程Ｓ６０では、切断装置１０５によって、徐冷工程Ｓ５０で徐冷されたガラスリボン９１が所定の長さごとに切断される。切断工程Ｓ６０では、さらに、所定の長さごとに切断されたガラスリボン９１が、所定の寸法に切断されて、ガラス板９２が得られる。
【００２９】
表面処理工程Ｓ７０では、切断工程Ｓ６０で得られたガラス板９２の表面が処理される。具体的には、表面処理工程Ｓ７０では、Ｓｉ原子数濃度が高い部分がガラス板９２の一方の表面から除去される表面処理が行われる。
【００３０】
なお、表面処理工程Ｓ７０の後に、ガラス板９２の洗浄工程および検査工程が行われる。最終的に、ガラス板９２は梱包されて、ＦＰＤの製造業者に出荷される。ＦＰＤ製造業者は、表面処理工程Ｓ７０において表面処理されたガラス板９２の表面にＴＦＴ等の半導体素子を形成して、ＦＰＤを製造する。
【００３１】
（２）表面処理工程の詳細
図３は、表面処理工程Ｓ７０において表面処理される前のガラス板９２の断面図である。図３は、ガラス板９２の一方の表面の近傍の構造を示している。ガラス板９２の素子形成面９２ａには、シリカリッチ層９２ｂが存在する。素子形成面９２ａは、ガラス板９２の一方の主表面であって、電子デバイス用の素子が形成される表面である。素子は、例えば、ＴＦＴ等の半導体素子である。シリカリッチ層９２ｂは、ガラス板９２に含まれる、Ｓｉ原子数濃度が他の部分よりも高い部分である。Ｓｉ原子数濃度は、酸素原子を除くガラス成分（Ｓｉ，Ａｌ，Ｂ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ等）の全体の原子数に対する、ケイ素原子の原子数の割合である。
【００３２】
シリカリッチ層９２ｂの詳細について説明する。図４は、素子形成面９２ａからの深さに対する、Ｓｉ原子数濃度（ａｔ．％）の変化を示すグラフの一例である。グラフの横軸は、ガラス板９２の厚み方向における、素子形成面９２ａからの距離、すなわち、素子形成面９２ａからの深さ（ｎｍ）を表す。グラフの縦軸は、Ｓｉ原子数濃度（ａｔ．％）を表す。図４に示されるように、Ｓｉ原子数濃度は、素子形成面９２ａからの距離が増加するに従って、最初は僅かに増加し、その後に減少し、最後にはほぼ一定となる。すなわち、素子形成面９２ａの近傍において、Ｓｉ原子数濃度は最大ピークを示す。図４では、素子形成面９２ａからの深さが約２ｎｍのところで、Ｓｉ原子数濃度は最大ピークを示している。そして、ガラス板９２の厚み方向において、素子形成面９２ａから、Ｓｉ原子数濃度がほぼ一定となる深さまでの部分は、Ｓｉ原子数濃度が他の部分よりも高いシリカリッチ層９２ｂである。ここで、「他の部分」は、ガラス板９２の厚み方向の中心部等、Ｓｉ原子数濃度がほぼ一定となる部分である。図４において、シリカリッチ層９２ｂは、素子形成面９２ａからの深さが、０ｎｍから、Ｓｉ原子数濃度の変化がほぼ一定となる３０ｎｍ付近までの領域である。
【００３３】
表面処理工程Ｓ７０において表面処理される前のガラス板９２において、シリカリッチ層９２ｂは、素子形成面９２ａから、ガラス板９２の厚さ方向に沿って、０ｎｍより大きく、かつ、３０ｎｍ以下の深さの範囲を占めている。すなわち、シリカリッチ層９２ｂの厚さは、０ｎｍより大きく、かつ、３０ｎｍ以下である。なお、後述するように、好ましくは、シリカリッチ層９２ｂの厚さは小さいほど好ましい。シリカリッチ層９２ｂの厚さは、成形工程Ｓ４０における熔融ガラス９０の液面およびガラスリボン９１の表面からの揮発を調節することによって、制御することができる。
【００３４】
表面処理工程Ｓ７０では、ガラス板９２の素子形成面９２ａから、シリカリッチ層９２ｂを除去する処理が行われる。シリカリッチ層９２ｂを除去する処理が行われる素子形成面９２ａは、ブラックマトリックス等の樹脂のパターンが形成される表面である。表面処理工程Ｓ７０によってガラス板９２と樹脂パターンとの間の密着性を向上させることで、素子形成面９２ａから樹脂パターンが剥離することが抑制される。ガラス板９２と樹脂パターンとの間の密着性は、後述する方法によって評価される。なお、表面処理工程Ｓ７０では、素子形成面９２ａの反対側のガラス板９２の主表面から、シリカリッチ層９２ｂを除去する処理がさらに行われてもよい。
【００３５】
素子形成面９２ａからシリカリッチ層９２ｂを除去する手段としては、物理的手段および化学的手段がある。物理的手段は、素子形成面９２ａを物理的に研削してシリカリッチ層９２ｂを除去する方法である。物理的手段では、例えば、サンドブラスト法、液体フォーミング法、および、パッドで擦る方法によって、シリカリッチ層９２ｂが除去される。化学的手段は、成形工程Ｓ４０における熔融ガラス９０およびガラスリボン９１の揮発を抑えて、シリカリッチ層９２ｂの形成を抑制する方法である。化学的手段では、例えば、成形装置１０４の成形セルが設置される空間に高温の空気を注入して高圧にすることで、熔融ガラス９０およびガラスリボン９１からガラス成分が揮発することを抑える。ガラスに含まれる成分のうち、アルカリ金属およびアルカリ土類金属を含む成分（ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ，Ｎａ2Ｏ，Ｋ2Ｏ等）は揮発しやすく、ケイ素を含む成分（ＳｉＯ2）は揮発しにくい。そのため、成形工程Ｓ４０において、アルカリ金属およびアルカリ土類金属を含む成分の揮発を抑えることで、Ｓｉ原子数濃度の増加が抑制されるので、素子形成面９２ａにシリカリッチ層９２ｂが形成されることを抑制することができる。
【００３６】
なお、物理的手段によって、ガラス板９２の素子形成面９２ａを研削してシリカリッチ層９２ｂを除去する場合、表面処理された素子形成面９２ａの算術平均粗さＲａは、０．１μｍ未満であることが好ましく、０．３ｎｍより大きく、かつ、１．０ｎｍ以下であることがより好ましい。また、上述の化学的手段によって、成形工程Ｓ４０においてシリカリッチ層９２ｂの形成を抑制する場合、表面処理工程Ｓ７０が行われなくてもよく、表面処理工程Ｓ７０がさらに行われてもよい。
【００３７】
ガラス板９２の素子形成面９２ａは、ブラックマトリックスの樹脂を用いて所望の配線パターンが形成される表面である。現像液を用いて、配線パターンが形成された素子形成面９２ａを現像すると、ブラックマトリックスの樹脂パターンが素子形成面９２ａに形成される。
【００３８】
ガラス板９２の素子形成面９２ａに存在するシリカリッチ層９２ｂは、後述する理由により、現像液によって侵食されやすい。そのため、素子形成面９２ａにシリカリッチ層９２ｂが存在すると、現像時におけるシリカリッチ層９２ｂの侵食によって、ガラス板９２と樹脂パターンとの間の界面に現像液が侵入しやすい。これにより、ブラックマトリックスの樹脂パターンが素子形成面９２ａから剥離するおそれがある。そのため、素子形成面９２ａにおけるシリカリッチ層９２ｂの形成を抑制することにより、現像液によるシリカリッチ層９２ｂの侵食が抑えられる。これにより、素子形成面９２ａに対する、樹脂パターンの接触面積が減少することが抑制されるので、素子形成面９２ａからの樹脂パターンの剥離が抑制される。例えば、素子形成面９２ａに形成される、１０μｍ以下、特に５μｍ以下の高細線化された、ブラックマトリックスの樹脂パターンの剥離が抑制される。
【００３９】
表面処理工程Ｓ７０で処理された素子形成面９２ａにおけるＳｉ原子数濃度は、ガラス板９２の厚み方向の中心におけるＳｉ原子数濃度の９５％以上かつ１０５％以下であることが好ましく、１００％以上かつ１０５％以下であることがより好ましい。
【００４０】
ガラス板９２の素子形成面９２ａを研削してシリカリッチ層９２ｂを除去する場合、研削によって除去される部分の厚みは、Ｓｉ原子数濃度に関する上記の条件を満たす厚みである。例えば、図４に示されるＳｉ原子数濃度の変化を有するガラス板９２の場合、素子形成面９２ａから、ガラス板９２の厚み方向の中心に向かって、少なくとも３０ｎｍまでの領域が研削されることが好ましい。図４において、ガラス板９２の厚み方向の中心におけるＳｉ原子数濃度は、素子形成面９２ａからの深さが約５０ｎｍより大きい部分におけるＳｉ原子数濃度である。この場合、表面処理工程Ｓ７０で処理された素子形成面９２ａにおけるＳｉ原子数濃度（すなわち、表面処理工程Ｓ７０で処理される前において、素子形成面９２ａからの深さが少なくとも３０ｎｍの部分におけるＳｉ原子数濃度）は、ガラス板９２の厚み方向の中心におけるＳｉ原子数濃度の９５％以上かつ１０５％以下である。
【００４１】
また、表面処理工程Ｓ７０で処理された素子形成面９２ａにおけるアルカリ原子数濃度は、ガラス板９２の厚み方向の中心におけるアルカリ原子数濃度の９５％以上かつ１０５％以下であることが好ましい。アルカリ原子数濃度は、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の原子数濃度である。アルカリ金属は、例えばＮａおよびＫであり、アルカリ土類金属は、例えばＣａおよびＭｇである。ガラス板９２に含まれ、かつ、アルカリ原子数濃度が小さい部分であるアルカリ欠乏層は、現像液によって侵食されやすい。そのため、素子形成面９２ａのアルカリ原子数濃度は、所定の値以上であることが好ましい。
【００４２】
アルカリ欠乏層の詳細について説明する。図５は、ガラス板９２の素子形成面９２ａからの深さに対する、Ｃａ原子数濃度（ａｔ．％）の変化を示すグラフの一例である。図５には、比較のために、図４に示されるＳｉ原子数濃度の変化も示されている。グラフの横軸は、素子形成面９２ａからの深さ（ｎｍ）を表す。グラフの縦軸は、Ｃａ原子数濃度およびＳｉ原子数濃度（ａｔ．％）を表す。図５に示されるように、Ｃａ原子数濃度は、素子形成面９２ａからの距離が増加するに従って、最初は減少し、その後に増加し、最後にはほぼ一定となる。すなわち、素子形成面９２ａの近傍において、Ｃａ原子数濃度は最小ピークを示す。図５では、素子形成面９２ａからの深さが約２ｎｍのところで、Ｃａ原子数濃度は最小ピークを示している。なお、他のアルカリ金属およびアルカリ土類金属の原子数濃度も、Ｃａ原子数濃度と同様の増減傾向を示す。そのため、素子形成面９２ａの近傍において、Ｎａ、Ｋ、ＣａおよびＭｇ等のアルカリ原子数濃度は最小ピークを示す。また、図５に示されるように、ガラス板９２の厚み方向において、シリカリッチ層９２ｂが存在する領域は、アルカリ原子数濃度が小さい部分であるアルカリ欠乏層が存在する領域と見なすことができる。なぜなら、アルカリ欠乏層では、アルカリ原子数濃度が小さいので、相対的にＳｉ原子数濃度が大きくなるからである。従って、アルカリ欠乏層が形成されることによって、シリカリッチ層９２ｂが形成されると考えられる。そこで、ガラス板９２を成形する過程において、アルカリ欠乏層の形成を抑えることで、素子形成面９２ａにシリカリッチ層９２ｂが形成されることを抑制することができる。上述の化学的手段は、成形工程Ｓ４０においてアルカリ金属およびアルカリ土類金属を含む成分の揮発を抑えることで、シリカリッチ層９２ｂの形成を抑制する方法の一例である。
【００４３】
なお、ガラス板９２の素子形成面９２ａに存在するアルカリ欠乏層は、現像時において、アルカリ成分を多く含む現像液によって侵食されやすい。そのため、素子形成面９２ａにアルカリ欠乏層が存在すると、現像時においてシリカリッチ層９２ｂ（アルカリ欠乏層）が侵食されやすく、ガラス板９２と樹脂パターンとの間の界面に現像液が侵入しやすくなる。これにより、ブラックマトリックスの樹脂パターンが素子形成面９２ａから剥離しやすくなるおそれがある。そのため、素子形成面９２ａにおけるアルカリ欠乏層の形成を抑制することにより、素子形成面９２ａに対する、樹脂パターンの接触面積が減少することが抑制されるので、素子形成面９２ａからの樹脂パターンの剥離が抑制される。
【００４４】
（３）樹脂パターンの評価方法
ガラス板９２の素子形成面９２ａには、ブラックマトリックスの樹脂パターンが形成される。図６は、素子形成面９２ａに形成された樹脂パターンを評価する工程を表すフローチャートの一例である。図６に示されるように、樹脂パターンの評価工程は、サンプル作製工程Ｐ１０と、塗膜工程Ｐ２０と、プリベーク工程Ｐ３０と、パターン作製工程Ｐ４０と、評価工程Ｐ５０とからなる。
【００４５】
サンプル作製工程Ｐ１０では、表面処理工程Ｓ７０においてシリカリッチ層９２ｂが除去されたガラス板９２から、所定の評価用サイズのサンプルガラスを切り出す。以下の工程は、サンプルガラスの一対の表面のうち、シリカリッチ層９２ｂが除去された表面に対して行われる。
【００４６】
塗膜工程Ｐ２０では、評価用レジスト剤であるブラックマトリックスを、サンプルガラスの表面に塗布する。ブラックマトリックスは、液状の感光性樹脂組成物である。塗膜工程Ｐ２０では、公知の溶液浸漬法、スプレー法の他、ローラーコーター機、ランドコーター機やスピナー機を用いる方法等によって、サンプルガラスの表面にブラックマトリックスを所望の厚さに塗布する。
【００４７】
プリベーク工程Ｐ３０では、オーブン、ホットプレートおよび熱真空乾燥機等を用いて、ブラックマトリックスが塗布されたサンプルガラスを加熱または減圧加熱する。プリベーク工程Ｐ３０における加熱温度および加熱時間は、使用されるブラックマトリックスに応じて適宜に選択される。例えば、ブラックマトリックスが塗布されたサンプルガラスは、５０℃〜１２０℃の温度で１分間〜１０分間加熱される。プリベーク工程Ｐ３０では、サンプルガラスの表面にブラックマトリックスの被膜が形成される。
【００４８】
パターン作製工程Ｐ４０では、サンプルガラスの表面に、所望のパターンを有するフォトマスク３１を形成する。図７は、サンプルガラスの表面に形成されるフォトマスク３１の模式図である。フォトマスク３１は、線幅が互いに異なる複数種類のラインから構成される第１マスクパターン３２と、互いに直交する２本のラインから構成される第２マスクパターン３３とを有する。第１マスクパターン３２は、図７に示されるように、線幅の異なる５つのラインパターンから構成される。第１マスクパターン３２は、線幅が３μｍであるラインパターン３２ａ、線幅が４μｍであるラインパターン３２ｂ、線幅が５μｍであるラインパターン３２ｃ、線幅が１０μｍであるラインパターン３２ｄ、および、線幅が２０μｍであるラインパターン３２ｅからなる。第１マスクパターン３２を構成するラインパターンの線幅は、１μｍ〜３０μｍであることが好ましい。第２マスクパターン３３は、図７に示されるように、線幅が３０μｍである２本のラインが直交して構成される十字のパターンである。
【００４９】
パターン作製工程Ｐ４０では、さらに、フォトマスク３１が形成されたサンプルガラスを露光および現像して、ブラックマトリックスの樹脂パターンをサンプルガラスの表面に形成する。露光には、２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長を有する放射線が用いられるが、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線およびＸ線等が用いられてもよい。現像に使用される現像液としては、例えば、アルカリ金属やアルカリ土類金属の炭酸塩の水溶液、および、アルカリ金属の水酸化物の水溶液が用いられる。
【００５０】
評価工程Ｐ５０では、パターン作製工程Ｐ４０で形成されたブラックマトリックスの樹脂パターンを観察して、ガラス板９２に対するブラックマトリックスの樹脂パターンの密着性を評価する。次に、樹脂パターンの評価方法について説明する。図８は、パターン作製工程Ｐ４０の後におけるブラックマトリックスの樹脂パターンの一例を示す。図８には、一部の樹脂パターンが剥離して、一部の樹脂パターンが残存している状態が示されている。図８に示される樹脂パターン３４ａ〜３４ｅ，３５は、それぞれ、図７に示されるフォトマスク３１のパターン３２ａ〜３２ｅ，３３に対応する。図８では、線幅が３μｍである樹脂パターン３４ａの一部が剥離され、線幅が５μｍ以上である樹脂パターン３４ｂ〜３４ｅ，３５が欠けを生じることなく残存している状態が示されている。
【００５１】
（４）変形例
以上、本実施形態におけるガラス板の製造方法について説明したが、本発明は上記の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、種々の改良および変更が施されてもよい。
【００５２】
（４−１）変形例Ａ
ガラス板９２の素子形成面９２ａからシリカリッチ層９２ｂを除去するための化学的手段としては、例えば、成形工程Ｓ４０におけるガラス成分の揮発を抑えて、シリカリッチ層９２ｂの形成を抑制する方法がある。図９は、このような化学的手段を実施するための成形装置１０４の模式図である。図１０は、図９に示される成形装置の断面図である。
【００５３】
成形装置１０４は、成形セル１１１と、断熱構造体１１２とを有している。成形セル１１１は、五角形の楔型の断面形状を有している。成形セル１１１は、上面１１１ａと、上面１１１ａの両端から下方に延びる一対の側面１１１ｂとを有している。上面１１１ａには、成形セル１１１の長手方向に沿って、溝１１１ｃが形成されている。溝１１１ｃには、ガラス供給管（図示せず）から熔融ガラス９０が供給される。一対の側面１１１ｂは、上面１１１ａの両端から垂直に延びる一対の垂直面と、これらの垂直面の下端から互いに近づくように傾斜している一対の傾斜面とを有している。
【００５４】
成形セル１１１は、熔融ガラス９０を溝１１１ｃからオーバーフローさせて、一対の側面１１１ｂを流下する熔融ガラス９０同士を、側面１１１ｂの傾斜面の下端（成形セル１１１の下端）で合流させて、ガラスリボン９１を連続的に成形する。
【００５５】
断熱構造体１１２は、成形セル１１１が収容される内部空間１１２ｇを形成する。断熱構造体１１２は、耐熱レンガ等の断熱性に優れた材料で構成されている。断熱構造体１１２は、鉛直方向に成形セル１１１を挟んで互いに対向する底壁１１２ａおよび天井壁１１２ｂと、底壁１１２ａと天井壁１１２ｂとを接続する周壁１１２ｃとを有している。底壁１１２ａの中央には、成形セル１１１の下端で成形されたガラスリボン９１が通過するゲート１１２ｄが設けられている。
【００５６】
図１０に示されるように、成形セル１１１の側面１１１ｂと対向する周壁１１２ｃには、複数の排出口１１２ｅと、複数の導入口１１２ｆとが設けられている。排出口１１２ｅは、周壁１１２ｃの上部を貫通する孔である。導入口１１２ｆは、周壁１１２ｃの下部を貫通する孔である。導入口１１２ｆは、断熱構造体１１２の内部空間１１２ｇに高温の空気を導入して、内部空間１１２ｇを高圧に保つための孔である。排出口１１２ｅは、内部空間１１２ｇの圧力が高くなりすぎないように、内部空間１１２ｇの空気の一部を排出するための孔である。なお、排出口１１２ｅおよび導入口１１２ｆは、他の場所に設けられてもよく、排出口１１２ｅおよび導入口１１２ｆの形状および数は、断熱構造体１１２に必要な強度が保たれる限りにおいて適宜に選択可能である。
【００５７】
このように、断熱構造体１１２の内部空間１１２ｇを高圧に保つことによって、内部空間１１２ｇにおける熔融ガラス９０の揮発成分（例えば、Ａｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｒＯ2およびＳｎＯ2）の揮発を抑えることができる。これにより、成形セル１１１によって成形されるガラスリボン９１の表面にシリカリッチ層が形成されることが抑制される。
【００５８】
なお、導入口１１２ｆを通じて内部空間１１２ｇに導入される空気は、成形セル１１１と接触する熔融ガラス９０の温度を低下させない程度の温度を有することが好ましい。また、導入口１１２ｆを通じて内部空間１１２ｇに導入される空気を所定の温度まで加熱する空気加熱装置が、断熱構造体１１２の外部または内部に設けられてもよい。
【実施例】
【００５９】
本実施形態におけるガラス板の製造方法の実施例について説明する。
【００６０】
（１）実施例
本実施形態におけるガラス板の製造方法を用いて、実施例で用いられるガラス板を製造した。そして、図６に示されるフローチャートに従って、ガラス板（サンプルガラス）の表面に、図８に示されるブラックマトリックスの樹脂パターンを形成した。なお、樹脂パターンを形成する前に、研磨材（富士紡愛媛株式会社製ＰＯＬＹＰＡＳ  ＦＸ７Ｌ，ＦＸ７Ｍ）を用いてガラス板の表面を研削して、ガラス板の表面のシリカリッチ層を除去した。その際、研削レートおよび研削処理時間を調節して、シリカリッチ層の除去量を制御した。本実施例では、ガラス板の表面から、ガラス板の厚み方向の中心に向かって、３０ｎｍまでの領域を研削した。なお、研削処理後のガラス板の表面の算術平均粗さＲａが０．３ｎｍより大きく、かつ、１．０ｎｍ以下となるように、ガラス板の表面を研削した。
【００６１】
研削処理後、ガラス板の表面のＳｉ原子数濃度、および、ガラス板の厚み方向の中心におけるＳｉ原子数濃度を測定した。その結果、ガラス板の表面のＳｉ原子数濃度が、ガラス板の厚み方向の中心におけるＳｉ原子数濃度の９５％以上かつ１０５％以下であることが確認された。また、ガラス板の表面のアルカリ原子数濃度、および、ガラス板の厚み方向の中心におけるアルカリ原子数濃度を測定した。その結果、ガラス板の表面のアルカリ原子数濃度が、ガラス板の厚み方向の中心におけるアルカリ原子数濃度の９５％以上かつ１０５％以下であることが確認された。
【００６２】
なお、研削処理前において、シリカリッチ層の除去量を決定するために、Ｘ線光電子分光装置（アルバック・ファイ社製Ｑｕａｎｔｅｒａ  ＳＸＭ）を用いて、ガラス板の表面近傍における種種の元素の原子数濃度を測定した。具体的には、スパッタリングによりガラス板の表面を種種の深さまで掘り下げ、各深さにおける原子数濃度を測定した。測定対象元素として、Ｓｉ、および、ガラス板中の含有率が相対的に高い揮発成分であるＡｌ、Ｂ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａを指定した。そして、全ての測定対象元素に占めるＳｉの比率からＳｉ原子数濃度を算出して、シリカリッチ層の除去量を決定した。
【００６３】
（２）比較例
比較例として、表面のシリカリッチ層が除去されていないガラス板を用意した。そして、実施例と同様に、図６に示されるフローチャートに従って、ガラス板（サンプルガラス）の表面に、図８に示されるブラックマトリックスの樹脂パターンを形成した。
【００６４】
（３）樹脂パターンの密着性の評価
上述の評価方法に従って、実施例および比較例の各ガラス板に対する樹脂パターンの密着性を評価した。
【００６５】
実施例のガラス板では、線幅が３μｍの樹脂パターンを含めて、すべての樹脂パターンが、欠けを生じることなくサンプルガラスの表面に残存して、良好な密着性が得られた。
【００６６】
一方、比較例のガラス板では、線幅が５μｍ以上である樹脂パターンは、欠けを生じることなくサンプルガラスの表面に残存したが、線幅が３μｍである樹脂パターンは、一部がサンプルガラスの表面から剥離して、良好な密着性が得られなかった。
【００６７】
本実施例によって、樹脂パターンが形成されるガラス板の表面に、シリカリッチ層を除去する表面処理を施すことで、ガラス板に対する樹脂パターンの密着性が向上することが確認された。
【符号の説明】
【００６８】
９０      熔融ガラス
９２      ガラス板
９２ａ    素子形成面
９２ｂ    シリカリッチ層（Ｓｉ原子数濃度が高い部分）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６９】
【特許文献１】特開２０１１−０５３７１０号公報
【図１】
2015105193.tif 000003
【図２】
2015105193.tif 000004
【図３】
2015105193.tif 000005
【図４】
2015105193.tif 000006
【図５】
2015105193.tif 000007
【図６】
2015105193.tif 000008
【図７】
2015105193.tif 000009
【図８】
2015105193.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2015105193.tif 000012