(57)【要約】【課題】磁性体を含む研磨スラリーを用いても製品不良が起きないガラス基板の製造方法を提供する。【解決手段】ガラス基板の対向する主表面の少なくとも一方に、保護膜を形成する保護膜形成工程と、保護膜が形成された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研磨工程と、を備える。【選択図】図１
2015100880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板の対向する主表面の少なくとも一方に、保護膜を形成する保護膜形成工程と、
前記保護膜が形成された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研磨工程と、を備える、
ことを特徴とするガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記磁性体を含む研磨スラリーは、少なくとも鉄金属を含有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記ガラス基板には、電気回路が形成される、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項４】
前記保護膜は、非磁性体からなる、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項５】
前記磁性体を含む研磨スラリーが付着する保護膜を、洗浄液で除去する除去工程と、をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項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、ガラス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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れる。また、端面の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て、端面を鏡面状に研磨する技術が知られている。
【０００３】
ダイヤモンドホイールによる端面加工により発生した研磨屑がガラス基板に付着した場合、洗浄液、純水を用いてガラス基板を洗浄することにより、研磨屑を除去することができる。一方、研磨スラリーには、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎ等の金属が含有されており、これらの金属は、ガラス基板との親和性が高いためガラス基板に付着すると、洗浄液、純水を用いてガラス基板を洗浄しても、除去することが困難である。そして、ガラス基板の主表面には回路配線、タッチパネルセンサー等の電気回路が形成されるため、主表面にこれらの金属が付着したままだと製品不良の原因となる。そのため、このようなガラス基板には、極めて低い接触角が要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０６７５８７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は、磁性体を含む研磨スラリーを用いても製品不良が起きないガラス基板の製造方法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】
【０００６】
本発明の一態様は、ガラス基板の製造方法であって、
ガラス基板の対向する主表面の少なくとも一方に、保護膜を形成する保護膜形成工程と、
前記保護膜が形成された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研磨工程と、を備える、
ことを特徴とする。
【０００７】
前記磁性体を含む研磨スラリーは、少なくとも鉄金属を含有する、ことが好ましい。
【０００８】
前記ガラス基板には、電気回路が形成される、ことが好ましい。
【０００９】
前記保護膜は、非磁性体からなる、ことが好ましい。
【００１０】
前記磁性体を含む研磨スラリーが付着する保護膜を、洗浄液で除去する除去工程と、をさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
上記態様によれば、磁性体を含む研磨スラリーを用いても製品不良の発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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】保護膜を形成したガラス基板を示す図である。
【図３】ガラス基板の端面を研削する方法を示す図である。
【図４】研磨装置の構成を示す図である。
【図５】（ａ）は、ガラス基板の端面加工を説明するための図であり、（ｂ）は、（ａ）のII−II線に沿う断面図である。
【図６】洗浄工程を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施形態１）
以下、図面を参照して、本実施形態のガラス基板の製造方法について説明する。
図１は、本実施形態に係るガラス基板の製造方法のフローチャートである。
まず、保護膜成形工程ＳＴ１では、図２に示すように、薄板状のガラス基板Ｇの一面、両面、及び／又は、端面に、磁性体を含む研磨スラリー、研磨砥粒が、後述する加工工程ＳＴ３によって付着するのを防止するための保護膜Ｆが形成される。ここで、保護膜Ｆが形成されるガラス基板Ｇは、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板（例えば、液晶ディスプレイ用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、有機ＥＬディスプレイ用ガラス基板）、カバーガラスや磁気ディスク用などの強化ガラス用ガラス基板、ロール状に巻き取られるガラス基板、半導体ウエハ等の電子デバイスが積層されたガラス基板が挙げられる。ガラス基板Ｇは、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の組成からなるガラス原料が溶融されたガラスから、ダウンドロー法、フロート法等の公知の成形方法により成形される。
【００１４】
保護膜Ｆは、非磁性体の膜であり、好ましくは、アルカリ可溶性機能をさらに有し、さらに好ましくは、非水溶性で、ｐＨ０．２〜ｐＨ７未満の耐酸性機能を有する膜である。具体的には、保護膜Ｆは、アルカリ系共重合樹脂（アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルを素とした樹脂で、スルホン酸誘導体、カルボキシ基を有するもの）、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール（ｎＰＡ）、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、エタノールなどを含む。
【００１５】
保護膜Ｆを形成する形成方法としては、スプレー法、スクリーン印刷法、スピンコート法、ロールコート法、フローコート法、インクジェット法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法等が挙げられる。ここで、スプレー法では、保護膜Ｆを形成しない部分に予めマスキングテープ等を所定のパターンに付着させて、保護膜Ｆ用液をインクジェットと同様に吐出させてガラス基板Ｇ上に塗布する。保護膜Ｆ用液が乾燥した後、マスキングテープを除去することにより、所定のパターンの保護膜Ｆを形成することもできる。また、保護膜Ｆを、公知の方法により乾燥し、ガラス基板Ｇの面上に定着することもできる。保護膜Ｆを乾燥する乾燥温度、乾燥時間は、保護膜Ｆの厚さ、保護膜Ｆに含まれる成分濃度によって、適宜変更することができる。
【００１６】
保護膜Ｆの厚さは、例えば、０．２〜５μｍであり、後述する洗浄工程ＳＴ４で保護膜Ｆを除去するため、薄い方が好ましい。また、保護膜Ｆのクロスカット評価（ＪＩＳ−Ｋ５６００−５−６）は、例えば、２以下であり、保護膜Ｆの引っかき硬度（ＪＩＳ−Ｋ５６００−５−４）は、例えば、２Ｈより硬い。保護膜Ｆは、ガラス基板Ｇを研磨スラリーなどから保護するため、ガラス基板Ｇとの密着性が高く、硬度が高い方が好ましい。
【００１７】
次に、切断工程ＳＴ２では、図示しない切断装置で、保護膜Ｆが形成されたガラス基板Ｇが所定の製品サイズに切断される。なお、ガラス基板Ｇがすでに所定の製品サイズである場合等では、この工程を省略することもできる。また、切断工程ＳＴ２で切断したガラス基板Ｇに保護膜Ｆを形成することもできる。
【００１８】
次に、加工工程（研削工程、研磨工程）ＳＴ３では、ガラス基板Ｇの端面加工（研削、研磨及びコーナーカット）が行われる。研削工程では、ガラス基板Ｇの端面を、研削ホイールを所定の速度で回転させながら研削を行う。図３は、ガラス基板Ｇの端面を研削する方法を示す図である。研削装置３０は、ガラス基板Ｇの両端面が、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とに接触するように、ガラス基板Ｇを移動させる。研削装置３０は、第１研削ホイール３１と第２研削ホイール３２とを回転させ、ガラス基板Ｇの長辺側の端面３３を加工した後、短辺側の端面３３が第１研削ホイール３１と第２研削ホイール３２と接触するように、ガラス基板Ｇを移動、回転させ、短辺側の端面３３を加工する。研削ホイールは、ダイヤモンドホイール等の公知のものが用いられ、特に制限されない。
【００１９】
研磨工程では、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が、研磨装置による研磨を行う位置まで搬送され、研磨装置を用いてガラス基板Ｇの端面について鏡面研磨が行われる。図４は、研磨装置４０の概略図を示す図である。研磨装置４０は、磁性流体タンク４１にある磁性流体をポンプ４２で吸引し、吸引した磁性流体を供給ノズル４３から回転する研磨ホイール４４に供給する。研磨ホイール４４の端部は磁気を帯びているため、その磁場の影響により磁性流体は、研磨ホイール４４上を粘弾性を持って流れる。研磨装置４０は、回転する研磨ホイール４４上を流れた磁性流体を、ポンプ４６を動作させて、吸引ノズル４５から吸引し、磁性流体タンク４１に回収する。研磨装置４０は、ガラス基板Ｇの端面が磁性流体が供給された研磨ホイール４４に接触するよう搬送し、回転する研磨ホイール４４とガラス基板Ｇの端面とを接触させて鏡面加工を行う。研磨装置４０は、ガラス基板Ｇを図示しないステージ上に移動させて加工する。図５（ａ）は、研磨加工するガラス基板Ｇを主表面上から見た図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）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。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。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３７によって研磨される。なお、研磨工程では、磁性体を含む研磨スラリーを用いた公知の手法でガラス基板Ｇの端面を研磨することができ、また、特願２０１３−０６５１９１号に記載される内容を含み、当該内容が参酌される。
【００２０】
磁性体を含む研磨スラリー、研磨砥粒は、研磨ホイールが回転することにより飛び散り、ガラス基板Ｇの表裏面に付着する。研磨スラリー等は、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎ等の金属を含有するため、ガラス基板Ｇとの親和性が高く、ガラス基板Ｇの一面に付着すると、従来の酸洗浄、アルカリ洗浄では洗浄することが困難である。このため、研磨スラリーがガラス基板Ｇに付着する前に、保護膜Ｆを形成することにより、低い接触角（高い清浄度）を確保している。保護膜Ｆを形成することによりガラス基板Ｇを保護することができるため、研磨スラリーは種々の構成が可能である。例えば、研磨スラリーは、磁性粒子（カルボニル鉄、酸化鉄、窒化鉄、炭化鉄、二酸化クロム、低炭素鋼、ケイ素鋼、ニッケル、コバルト、及び／又は、これらの組合せ）、非磁性砥粒（酸化セリウム、炭化珪素、アルミナ、ジルコニア、ダイヤモンド、及び／又は、これらの組合せ）、液体溶媒（水、鉱油、合成油、プロピレングリコール、及び／又は、エチレングリコール）、界面活性剤、及び／又は、腐食防止剤を、含んでもよい。また、研磨スラリーの粘性を適宜変更することができる。液晶ディスプレイ用ガラス基板、強化ガラス用ガラス基板等によって変化するガラス素材に適した粘性がある。保護膜Ｆを形成することにより保護したガラス基板Ｇを研磨スラリーにより端面研磨する場合、研磨スラリーがガラス基板Ｇに付着するおそれがないため、最適な粘性を持った研磨スラリーにより研磨することができる。また、研磨ホイールの回転数を上げることにより、研磨スラリー等が飛び散ってガラス基板Ｇに付着するおそれがないため、研磨ホイールの回転数を適宜変更することができる。
【００２１】
次に、加工工程ＳＴ３の研磨工程において金属付着物である研磨スラリー、研磨砥粒が付着した保護膜Ｆをガラス基板Ｇから除去する工程を含む洗浄工程（除去工程）について説明する。洗浄方式は，バッチ式、枚葉式、ワンバス式などが適用できるが、ここでは、バッチ式で説明する。図６は、ガラス基板Ｇを洗浄するバッチ洗浄システムにおける複数の液槽のうちの１つを概念的に示す断面図である。バッチ洗浄システムは、図６に示す液槽６０を複数備えるとともに、複数のガラス基板Ｇを収容したカセット５０を搬送する搬送機構を備えている。各液槽６０は、必要に応じて、ガラス基板Ｇを液体Ｌに浸漬した状態で超音波により洗浄する超音波洗浄機構、及び、液体Ｌの温度を調節する温度調節機構を備えている。また、バッチ洗浄システムは、各液槽６０に液体Ｌを供給するタンクを備えている。
【００２２】
複数のガラス基板Ｇを収容したカセット５０は、搬送設備によって搬送され、液槽６０に貯留された酸性洗浄液、アルカリ性洗浄液、純水、超純水などの液体Ｌに、順次、浸漬されて洗浄される。各液槽６０に貯留される酸性洗浄液としては、例えば、シュウ酸、酒石酸、フッ化水素（ＨＦ）の溶液を用いることができる。また、アルカリ性洗浄液としては、例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）の溶液を用いることができる。
【００２３】
酸性洗浄液は、ガラス基板用の洗浄剤を水で希釈した希釈液に、シュウ酸、酒石酸、クエン酸等の多価有機酸やフッ化水素から選択される１種以上の酸性成分を添加して、酸性洗浄液を生成する。有機酸を含む酸洗浄液はｐＨを１．６以下に下げることで、ガラス表面のゼータ電位を正にして研磨スラリー、研磨砥粒を除去し、酸洗浄液成分のキレート効果で再付着を防止することで研磨スラリー、研磨砥粒を効果的に洗浄することができる。また、アルカリ性洗浄液は、洗浄剤を水で希釈した希釈液に、水酸化カリウム等のアルカリ成分を加えてアルカリ性洗浄液を生成する。また、アルカリ性洗浄液に、界面活性剤を添加することもできる。界面活性剤を含むアルカリ性洗浄液は、表面張力を低下させる効果があるため、保護膜Ｆとガラス基板Ｇとの間にアルカリ性洗浄液が浸透しやすくなり、保護膜Ｆを効果的に除去できる。
【００２４】
バッチ洗浄システムにおいて、ガラス基板Ｇが浸漬される液体Ｌの種類および順序は、酸性洗浄液を用い、その後、アルカリ性洗浄液を用いる。一例として、１から２番目に酸性洗浄液、３から４番目に純水、５番目にアルカリ性洗浄液、６から７番目に純水を用いて、ガラス基板Ｇを洗浄することができる。
【００２５】
洗浄工程において、保護膜Ｆが形成されたガラス基板Ｇを、酸性洗浄液を用いて洗浄する。酸性洗浄液による洗浄は、公知の洗浄方法を用いることができ、洗浄回数は任意である。ガラス基板Ｇの表裏面、端面には、再生紙由来の粘着異物や、時間の経過により変質した粘着異物、及び、加工工程ＳＴ３の研磨工程において飛散した研磨スラリー、研磨砥粒が付着する。ここで、研磨スラリー、研磨砥粒は、上述したように研磨工程前に形成した保護膜Ｆに付着している。通常の粘着物質であれば、酸性洗浄液により除去することができるが、研磨スラリー、研磨砥粒を完全に除去することは困難である。しかし、研磨スラリー、研磨砥粒は、ガラス基板Ｇ上に形成された保護膜Ｆのキレート効果により付着しているため、酸性洗浄液により完全に除去する必要はない。保護膜Ｆは、非水溶性で、耐酸性を有するため、酸性洗浄液では除去されず、ガラス基板Ｇ上に残り、ガラス基板Ｇの一面を保護している。このため、酸性洗浄液を用いて洗浄することにより、保護膜Ｆを残してガラス基板Ｇの一面を保護しながら、通常の粘着物質を除去することができる。
【００２６】
次に、純水を用いてガラス基板Ｇを洗浄する。純水による洗浄は、公知の洗浄方法を用いることができ、洗浄回数は任意である。
【００２７】
次に、アルカリ性洗浄液を用いてガラス基板Ｇを洗浄する。アルカリ性洗浄液による洗浄は、公知の洗浄方法を用いることができ、洗浄回数は任意である。アルカリ性洗浄液により、ガラス基板Ｇに付着した従来の粘着異物を除去し、さらに、研磨スラリー、研磨砥粒が付着した保護膜Ｆを除去する。保護膜Ｆはアルカリ可溶性を有するため、アルカリ性洗浄液により溶解され、保護膜Ｆとガラス基板Ｇとの間にアルカリ性洗浄液が浸透することにより、保護膜Ｆを除去する。保護膜Ｆ上には研磨スラリー、研磨砥粒が付着しており、保護膜Ｆを除去することにより、研磨スラリー、研磨砥粒を同時に除去する。アルカリ性洗浄液を用いて洗浄することにより、通常の粘着物質を除去することに加え、研磨スラリー、研磨砥粒が付着した保護膜Ｆを除去し、同時に研磨スラリー、研磨砥粒を除去できる。このため、研磨スラリー、研磨砥粒が付着していないガラス基板Ｇを製造することができる。
【００２８】
アルカリ性洗浄液を用いた洗浄後に、保護膜Ｆに含まれるエタノール（沸点７８℃）を除去する（揮発させる）ために、ガラス基板Ｇを加熱乾燥し、純水を用いてガラス基板Ｇをさらに洗浄することにより、ガラス基板Ｇの洗浄度を高め、ガラス基板Ｇの純水に対する接触角が例えば４度以下を実現する。洗浄工程ＳＴ４後、検査工程において、ガラス基板Ｇ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、強化ガラス用ガラス基板として、パネルメーカーなどに出荷される。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態のガラス基板Ｇの製造方法によれば、磁性体を含む研磨スラリーを用いた研磨時にガラス基板Ｇの一面に研磨スラリーが付着するのを防ぐことができるため、研磨スラリーを用いても製品不良の発生を防ぐことができる。また、保護膜Ｆによりガラス基板Ｇを保護することにより、ガラス基板Ｇの接触角を下げることができる。
【００３０】
（実施形態２）
次に、保護膜Ｆが、非磁性体の酸可溶性の膜である場合について説明する。なお、上述の実施形態と共通する構成については説明を省略する。
【００３１】
保護膜Ｆは、非水溶性で、ｐＨ７〜ｐＨ１２の耐アルカリ性を有する膜である。具体的には、保護膜Ｆは、酸性系共重合樹脂、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール（ｎＰＡ）、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、エタノールなどを含む。
【００３２】
保護膜形成工程ＳＴ１では、耐アルカリ性の保護膜Ｆを、実施形態１と同様に、ガラス基板Ｇに形成する。そして、洗浄工程ＳＴ４では、酸性洗浄液を用いて、保護膜Ｆを除去する。酸性洗浄液は、実施形態１と同様の洗浄液を用いることができる。これにより、洗浄工程ＳＴ４では、酸性洗浄液を用いた洗浄だけで保護膜Ｆを除去でき、保護膜Ｆに付着した研磨スラリーを除去できる。
【００３３】
本実施形態のガラス基板Ｇの製造方法によれば、酸性洗浄液を用いた洗浄だけで保護膜Ｆを除去できるため、洗浄工程を簡略化することができる。また、保護膜Ｆによりガラス基板Ｇを保護することにより、磁性体を含む研磨スラリーを用いても製品不良の発生を防ぐことができる。
【符号の説明】
【００３４】
Ｇ  ガラス基板
Ｆ  保護膜
３５  回転軸
３６（３６ａ、３６ｂ）  磁力体
３７  磁性体砥粒
４０  研磨装置
【図１】
2015100880.tif 000003
【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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