(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダウンドロー法により成形されたガラス基板の熱処理工程を含むガラス基板の製造方法であって、
前記熱処理工程では、
前記ガラス基板の上端部を把持部材で把持することで前記ガラス基板を吊り下げ、前記ガラス基板を搬送方向に沿って搬送しながら、前記ガラス基板を熱処理し、
前記ガラス基板は、前記搬送方向に沿って突出するように湾曲している主表面を有する、
ガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記把持部材は、前記主表面が平坦となるように前記上端部を保持する第１状態と、前記主表面が湾曲するように前記上端部を保持する第２状態との間を切り替え可能に構成されている、
請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記熱処理工程では、前記ガラス基板は、前記ガラス基板の上辺の曲率半径が前記上辺の寸法の３倍〜１５倍となるように湾曲している前記主表面を有する、
請求項１または２に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項４】
前記熱処理工程では、複数の前記ガラス基板が、１０ｍｍ〜１００ｍｍの間隔を空けて搬送される、
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】
前記熱処理工程では、隣り合う前記ガラス基板の間の空間に熱処理用流体を水平方向に通過させることで、前記ガラス基板を熱処理する、
請求項４に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項６】
前記熱処理工程では、前記ガラス基板は、鉛直方向に沿って視た場合に非対称に湾曲している前記主表面を有する、
請求項１から５のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項７】
前記熱処理工程では、前記ガラス基板は、前記ガラス基板の下端部が支持されながら搬送される、
請求項１から６のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項８】
前記熱処理工程の前に、前記ガラス基板を前記熱処理工程で熱処理するか否かを判定する工程をさらに含む、
請求項１から７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、ガラス基板の熱処理工程を含むガラス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディスプレイパネルの分野では、画質の向上のために画素の高精細化が進展している。この高精細化の進展に伴って、ディスプレイパネルに用いられるガラス基板にも寸法精度が高いことが望まれている。例えば、ディスプレイパネルの製造工程中に、ガラス基板が高温で熱処理されても寸法が変化しにくいように、熱収縮率の小さいガラス基板が求められている。
【０００３】
一般に、ガラス基板の熱収縮率は、ガラスの歪点が高いほど小さくなる。このため、特許文献１（特表２０１４−５０３４６５）に開示されているように、熱収縮率を抑制するために、歪点が高くなるようにガラス組成を変更する方法が知られている。しかし、歪点が高くなるようにガラス組成を変更すると、熔解温度および成形温度が高くなる傾向にあり、ガラス基板の製造が難しくなるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ガラス基板製造の困難性を招くことなく、ガラス基板の熱収縮率を低減させる方法として、フュージョン法等により成形したシートガラスを切断して得られたガラス基板をオフラインにおいて熱処理（オフラインアニール処理）する方法がある。オフラインアニール処理方法として、例えば、ガラス基板を吊り下げた状態で１枚ずつ搬送しながら、高温の雰囲気にガラス基板を曝すことでガラス基板を熱処理する方法が用いられる。この方法では、複数のガラス基板を連続して搬送することで、ガラス基板を効率的に熱処理することができる。しかし、ガラス基板を吊り下げた状態で搬送する際に、隣り合うガラス基板の間隔が小さいと、搬送中にガラス基板同士が接触して、ガラス基板が破損するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、ガラス基板の生産効率を高めつつ、ガラス基板の破損を低減することができる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】
本発明に係るガラス基板の製造方法は、ダウンドロー法により成形されたガラス基板の熱処理工程を含む。熱処理工程では、ガラス基板の上端部を把持部材で把持することでガラス基板を吊り下げ、ガラス基板を搬送方向に沿って搬送しながら、ガラス基板を熱処理する。熱処理工程では、ガラス基板は、搬送方向に沿って突出するように湾曲している主表面を有する。
【０００７】
また、把持部材は、ガラス基板の主表面が平坦となるようにガラス基板の上端部を保持する第１状態と、ガラス基板の主表面が湾曲するようにガラス基板の上端部を保持する第２状態との間を切り替え可能に構成されていることが好ましい。
【０００８】
また、熱処理工程では、ガラス基板は、ガラス基板の上辺の曲率半径が上辺の寸法の３倍〜１５倍となるように湾曲している主表面を有することが好ましい。
【０００９】
また、熱処理工程では、複数のガラス基板が、１０ｍｍ〜１００ｍｍの間隔を空けて搬送されることが好ましい。
【００１０】
また、熱処理工程では、隣り合うガラス基板の間の空間に熱処理用流体を水平方向に通過させることで、ガラス基板を熱処理することが好ましい。
【００１１】
また、熱処理工程では、ガラス基板は、鉛直方向に沿って視た場合に非対称に湾曲している主表面を有することが好ましい。
【００１２】
また、熱処理工程では、ガラス基板は、ガラス基板の下端部が支持されながら搬送されることが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係るガラス基板の製造方法は、熱処理工程の前に、ガラス基板を熱処理工程で熱処理するか否かを判定する工程をさらに含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るガラス基板の製造方法は、ガラス基板の生産効率を高めつつ、ガラス基板の破損を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態のガラス基板の製造方法の流れを示すフローチャートの例である。
【図２】熱処理装置を上から見た概略図である。
【図３】熱処理装置を横から見た概略図である。
【図４】３つの把持部材によって吊り下げられたガラス基板の外観図である。
【図５】３つの把持部材によって吊り下げられたガラス基板の上面図である。また、第２状態の把持部材によって把持されているガラス基板の上面図である。
【図６】第１状態の把持部材によって把持されているガラス基板の上面図である。
【図７】第２状態におけるガラス基板の湾曲の程度について説明するための図である。
【図８】搬送装置によって搬送される、隣り合う２枚のガラス基板の上面図である。
【図９】変形例Ｂにおけるガラス基板の上面図である。
【図１０】変形例Ｄにおける、ロボットアームによって保持されている状態の、湾曲した主表面を有するガラス基板の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（１）ガラス基板の製造方法
以下、本発明のガラス基板の製造方法の実施形態について説明する。図１は、本実施形態のガラス基板の製造方法の流れを示すフローチャートの例である。製造されるガラス基板は、特に制限されないが、縦寸法及び横寸法のそれぞれが５００ｍｍ〜３５００ｍｍであり、厚さが０．１ｍｍ〜１．１ｍｍである極めて薄い矩形形状の板であることが好ましい。
【００１７】
最初に、熔融されたガラスから、フュージョン法（オーバーフローダウンドロー法）あるいはフロート法等の公知の方法により、所定の厚さの帯状ガラスであるシートガラスが成形される（ステップＳ１）。次に、成形されたシートガラスを温度管理しながら冷却する徐冷工程が行われる。シートガラスは、取り出し可能な温度（例えば、３００℃から室温までの温度、好ましくは１００℃未満の温度）まで冷却された後、所定の長さの素板であるガラス基板に採板される（ステップＳ２）。採板により得られたガラス基板は、ガラス基板を保護するためのシート体と交互に積層されて、ガラス基板の積層体が作製される（ステップＳ３）。次に、このガラス基板の積層体から、ガラス基板が一枚ずつ取り出され、吊り下げられた状態で搬送される。そして、搬送されるガラス基板に対して、熱処理が行われる（ステップＳ４）。ステップＳ４の処理は、オフラインアニール処理である。オフラインアニール処理の詳細については後述する。
【００１８】
熱処理されたガラス基板は、切断工程において製品サイズに切断され、ガラス基板が得られる（ステップＳ５）。得られたガラス基板は、端面の研削、研磨およびコーナーカットを含む端面加工が行われた後、洗浄される（ステップＳ６）。洗浄されたガラス基板は、キズ、塵、汚れあるいは光学欠陥が無いか、光学的検査が行われる（ステップＳ７）。検査により品質の適合したガラス基板は、ガラス基板を保護する紙と交互に積層された積層体としてパレットに積載されて梱包される（ステップＳ８）。梱包されたガラス基板は納入先業者に出荷される。
【００１９】
このようなガラス基板として、以下のガラス組成のガラス基板が例示される。つまり、以下のガラス組成のガラス基板が製造されるように、熔融ガラスの原料が調合される。
ＳｉＯ2：５５モル％〜８０モル％、
Ａｌ2Ｏ3：８モル％〜２０モル％、
Ｂ2Ｏ3：０モル％〜１２モル％、
ＲＯ：０モル％〜１７モル％（ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量）。
【００２０】
ＳｉＯ2は、６０モル％〜７５モル％、さらには、６３モル％〜７２モル％であることが、熱収縮率を小さくするという観点から好ましい。
【００２１】
ＲＯは、ＭｇＯが０モル％〜１０モル％、ＣａＯが０モル％〜１０モル％、ＳｒＯが０モル％〜１０モル％、ＢａＯが０モル％〜１０モル％であることが好ましい。
【００２２】
また、ガラス組成は、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3及びＲＯを少なくとも含み、モル比（（２×ＳｉＯ2）＋Ａｌ2Ｏ3）／（（２×Ｂ2Ｏ3）＋ＲＯ）が４．５以上であってもよい。また、ガラス組成は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの少なくともいずれかを含み、モル比（ＢａＯ＋ＳｒＯ）／ＲＯが０．１以上であることが好ましい。
【００２３】
また、モル％表示のＢ2Ｏ3の含有率の２倍とモル％表示のＲＯの含有率との合計は、３０モル％以下、好ましくは１０モル％〜３０モル％であることが好ましい。
【００２４】
また、上記ガラス組成のガラス基板におけるアルカリ金属酸化物の含有率は、０モル％以上０．４モル％以下であってもよい。
【００２５】
また、ガラス中で価数変動する金属の酸化物（酸化スズ、酸化鉄）を合計で０．０５モル％〜１．５モル％含み、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3及びＰｂＯを実質的に含まない条件は、必須ではなく任意である。
【００２６】
（２）オフラインアニール処理の方法
次に、オフラインアニール処理について説明する。オフラインアニール処理は、例えば、ダウンドロー法により成形されたシートガラスを温度管理された状態で冷却する第１徐冷工程を経て得られたガラス基板を、再度加熱し、所定の温度まで昇温させた後、再度冷却する第２徐冷工程を行う処理である。図１のステップＳ３では、複数のガラス基板１１と複数のシート体とを交互に１枚ずつ積層してガラス基板１１の積層体が作製される。シート体としては、再生紙またはパルプ紙等が用いられる。
【００２７】
本実施形態では、積層体から１枚ずつ取り出したガラス基板１１を搬送しながら加熱する枚葉方式の熱処理が行われる。枚葉方式の熱処理を行う熱処理装置１０１について説明する。図２は、熱処理装置１０１を上から見た概略図である。図３は、熱処理装置１０１を横から見た概略図である。なお、熱処理装置１０１によって熱処理されるガラス基板１１は、第１徐冷工程を経て得られたガラス基板１１であり、熱処理装置１０１によって熱処理される前のガラス基板１１の温度は、３００℃以下であり、好ましくは１００℃以下である。
【００２８】
熱処理装置１０１は、主として、熱処理炉４０と搬送装置１０２とを備える。熱処理炉４０は、ガラス基板１１の熱処理が行われる熱処理空間４０ａを内部に有する。搬送装置１０２は、ガラス基板１１を吊り下げながら搬送する。搬送装置１０２は、熱処理炉４０内の熱処理空間４０ａを通過するように設置されている。すなわち、ガラス基板１１は、搬送装置１０２によって搬送される過程で、熱処理空間４０ａを通過して熱処理される。
【００２９】
搬送装置１０２は、略直立状態に吊り下げられたガラス基板１１を水平方向に搬送する。搬送装置１０２は、把持部材１１２によってガラス基板１１の上端部１１ｂを複数箇所で把持しながらガラス基板１１を搬送する。把持部材１１２は、上端部１１ｂを挟み込んで把持するための複数のクリップを有する。把持部材１１２は、ガイドレール１１１によって、所定の方向に沿って移動する。把持部材１１２が移動することにより、把持部材１１２によって吊り下げられているガラス基板１１が所定の搬送方向に沿って搬送される。
【００３０】
図４は、把持部材１１２の３つのクリップ１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃによって吊り下げられているガラス基板１１の外観図である。図４に示されるように、吊り下げられた状態で搬送されるガラス基板１１は、湾曲している主表面１１ａを有している。図４では、３つのクリップ１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃが示されているが、把持部材１１２のクリップの数は、ガラス基板１１の主表面１１ａを湾曲させた状態で吊り下げられるのであれば、任意の数でもよい。ガラス基板１１の主表面１１ａを安定的に湾曲させる観点からは、把持部材１１２のクリップの数は、３以上が好ましい。
【００３１】
図４に示されるように、把持部材１１２は、ガラス基板１１の上端部１１ｂのみを把持している。そのため、ガラス基板１１の湾曲の程度は、上端部１１ｂが最も大きく、ガラス基板１１の上端から下端に行くに従って小さくなる。ガラス基板１１の下端は、ほとんど直線に近い形状を有している。
【００３２】
図５は、３つのクリップ１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃを有する把持部材１１２によって吊り下げられたガラス基板１１の上面図である。図５では、ガラス基板１１の上辺１１ｃが太線で示され、ガラス基板１１の下辺１１ｄが細線で示されている。また、図５では、クリップ１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃの位置が点線の円で示され、ガラス基板１１の搬送方向が矢印で示されている。図５では、ガラス基板１１の湾曲が実際よりも強調して描かれている。クリップ１１２ｂは、ガラス基板１１の上辺１１ｃの中心において上端部１１ｂを把持している。クリップ１１２ａ，１１２ｃは、ガラス基板１１の上辺１１ｃの両端部近傍において上端部１１ｂを把持している。クリップ１１２ａとクリップ１１２ｂとの間の間隔は、クリップ１１２ｃとクリップ１１２ｂとの間の間隔と等しい。図５に示されるように、ガラス基板１１の上辺１１ｃの形状は、クリップ１１２ｂが位置する上辺１１ｃの中心に対して対称である。
【００３３】
また、ガラス基板１１の搬送方向は、湾曲している主表面１１ａが突出している方向に平行である。すなわち、ガラス基板１１の搬送方向は、上辺１１ｃの中心における主表面１１ａの法線に平行である。本実施形態では、ガラス基板１１は、図５に示されるように、湾曲している主表面１１ａが凸となっている側に向かって搬送される。
【００３４】
次に、把持部材１１２によってガラス基板１１を湾曲させた状態で吊り下げる工程について説明する。把持部材１１２は、第１状態と第２状態との間を切り替え可能なように構成されている。図５は、第２状態の把持部材１１２によって把持されているガラス基板１１の上面図である。図６は、第１状態の把持部材１１２によって把持されているガラス基板１１の上面図である。図６では、ガラス基板１１の上辺１１ｃが太線で示され、クリップ１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃの位置が点線の円で示されている。搬送装置１０２は、把持部材１１２の３つのクリップ１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃの相対的な位置および角度を調整して、第１状態と第２状態とを切り替えるための機構を有している。第１状態は、ガラス基板１１の主表面１１ａが平坦となるように、クリップ１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃの位置および角度が調整されている状態である。第２状態は、ガラス基板１１の主表面１１ａが湾曲するように、クリップ１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃの位置および角度が調整されている状態である。
【００３５】
第１状態では、図６に示されるように、クリップ１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃは直線上に位置している。これにより、ガラス基板１１の上辺１１ｃは直線となるので、ガラス基板１１の主表面１１ａも平坦となる。第２状態では、図５に示されるように、ガラス基板１１の搬送方向において、クリップ１１２ａ，１１２ｃの位置は同じであるが、クリップ１１２ｂの位置は、クリップ１１２ａ，１１２ｃの位置より前方にある。そのため、第２状態において、ガラス基板１１の主表面１１ａは、クリップ１１２ｂの位置で突出するように湾曲している。
【００３６】
図７は、第２状態におけるガラス基板１１の湾曲の程度について説明するための図である。図７は、湾曲しているガラス基板１１の上辺１１ｃを鉛直方向に沿って見た図である。第２状態におけるガラス基板１１は、上辺１１ｃの曲率半径Ｒが上辺１１ｃの寸法Ｗの３倍〜１５倍となるように湾曲している主表面１１ａを有することが好ましい。以下において、湾曲しているガラス基板１１の搬送方向の幅、すなわち、図７において符号Ｌで示される寸法を、湾曲幅Ｌと呼ぶ。
【００３７】
搬送装置１０２は、最初に、積層体からガラス基板１１を１枚取り出して、ガラス基板１１を第１状態の把持部材１１２で保持する。このとき、ガラス基板１１の主表面１１ａは平坦である。次に、搬送装置１０２は、把持部材１１２を第１状態から第２状態に切り替えて、主表面１１ａを湾曲させ、ガラス基板１１を第２状態の把持部材１１２で保持する。このとき、ガラス基板１１の主表面１１ａが湾曲する。次に、搬送装置１０２は、把持部材１１２を移動させて、湾曲している主表面１１ａを有するガラス基板１１を搬送する。これにより、ガラス基板１１は、第２状態の把持部材１１２で把持されて湾曲している状態で搬送されながら熱処理される。
【００３８】
また、搬送装置１０２は、複数のガラス基板１１を所定の間隔を空けて連続して搬送する。図８は、搬送装置１０２によって搬送される、隣り合う２枚のガラス基板１１の上面図である。図８において、ガラス基板１１の間隔Ｇは、ガラス基板１１の搬送方向において、隣り合う２枚のガラス基板１１の対向する一対の主表面１１ａの間の距離である。ガラス基板１１の間隔Ｇは、１０ｍｍ〜１００ｍｍであることが好ましい。また、後述する発熱装置４１のように、熱処理空間において熱処理用流体を循環させてガラス基板１１を加熱する方式を採用する場合、熱処理用流体の流れが妨げられないように、ガラス基板１１の間隔Ｇは、図７に示されるガラス基板１１の湾曲幅Ｌよりも大きいことが好ましい。また、間隔Ｇを湾曲幅Ｌよりも大きくすることで、搬送されるガラス基板１１が互いに接触することを抑制する効果が得られる。
【００３９】
なお、搬送装置１０２は、ガラス基板１１の熱処理が終了した後、把持部材１１２を第２状態から第１状態に切り替えて、湾曲しているガラス基板１１の主表面１１ａを平坦に戻す。その後、搬送装置１０２は、熱処理されたガラス基板１１を後工程に送る。
【００４０】
次に、ガラス基板１１の熱処理について説明する。図１のステップＳ４では、搬送装置１０２によって搬送されるガラス基板１１に対して、ガラス基板製造ラインから外れたオフラインでの熱処理（オフラインアニール処理）が行われる。オフラインアニール処理では、ガラス基板１１を所定の熱処理温度の雰囲気下に所定の時間曝すことで、ガラス基板１１の主表面１１ａ内の熱分布および歪分布が一様になるように、ガラス基板１１の熱処理が行われる。
【００４１】
具体的には、熱処理装置１０１は、熱処理炉４０内の熱処理空間４０ａに、搬送装置１０２によって搬送されるガラス基板１１を通過させて、ガラス基板１１を熱処理する。これにより、熱処理空間４０ａの雰囲気の熱がガラス基板１１に伝達されて、ガラス基板１１の熱処理が行われる。
【００４２】
熱処理炉４０は、図２，３に示されるように、熱処理空間４０ａの雰囲気を加熱および循環するための発熱装置４１を備える。発熱装置４１は、熱処理空間４０ａに熱処理用流体を供給して、熱処理空間４０ａにおいて熱処理用流体を循環させる装置である。熱処理用流体は、例えば、高温の空気である。発熱装置４１から供給される熱処理用流体が熱源となって、熱処理空間４０ａの雰囲気が温められる。熱処理装置１０１は、発熱装置４１を制御して、熱処理空間４０ａの雰囲気の温度を調整することにより、ガラス基板１１の熱処理を行う。発熱装置４１は、例えば、熱処理炉４０の内壁の側面に取り付けられている。
【００４３】
熱処理空間４０ａは、主として、加熱空間５１、温度維持空間５２および冷却空間５３から構成される。搬送装置１０２によって搬送されるガラス基板１１は、熱処理工程において、加熱空間５１、温度維持空間５２および冷却空間５３を順に通過する。加熱空間５１は、搬送されるガラス基板１１が熱処理空間４０ａに入る際に通過する、熱処理空間４０ａの入口を有する。冷却空間５３は、搬送されるガラス基板１１が熱処理空間４０ａから出る際に通過する、熱処理空間４０ａの出口を有する。
【００４４】
加熱空間５１は、ガラス基板１１が温められて、ガラス基板１１の温度が上昇する空間である。温度維持空間５２は、ガラス基板１１の温度が所定の熱処理温度に維持される空間である。冷却空間５３は、ガラス基板１１が冷却されて、温度制御されつつガラス基板１１の温度が下降する空間（徐冷空間）である。なお、熱処理装置１０１で熱処理される前のガラス基板１１、および、熱処理装置１０１で熱処理された後のガラス基板１１の温度は、室温であるが、３００℃以下の任意の温度であってもよい。
【００４５】
加熱空間５１の温度は、熱処理空間４０ａの入口側から温度維持空間５２側に向かって高くなる。また、温度維持空間５２には、雰囲気を攪拌して雰囲気の温度を熱処理温度の近傍で均一に保つための装置が設置されてもよい。冷却空間５３の温度は、温度維持空間５２側から熱処理空間４０ａの出口側に向かって低くなる。
【００４６】
本実施形態において、熱処理温度は、４００℃〜６５０℃である。なお、熱処理温度は、ガラス基板１１の（歪点−６０）℃の温度から（歪点−２６０）℃の温度までの温度範囲であることが、熱収縮率を低減させ、ガラス基板１１の歪分布を一様とする点から好ましい。ここで、歪点とは、一般的なガラスの歪点を言い、１０14.5ポワズの粘度に相当する温度である。
【００４７】
ガラス基板１１の熱処理時間は、ガラス基板１１が温度維持空間５２を通過する時間であり、例えば、０．１時間〜５時間である。熱処理時間は、好ましくは１時間以上である。温度維持空間５２の雰囲気の温度の時間履歴は、特に制限されないが、雰囲気の温度が熱処理温度と同じである時間が少なくとも０．１時間以上あるとよい。この時間が０．１時間未満であると、ガラス基板１１の熱収縮率が十分に低下せず、逆に５時間より長いと、ガラス基板１１の熱収縮率は十分に低減するが、ガラス基板１１の生産効率が低下する。ガラス基板１１の搬送速度は、ガラス基板１１の熱処理時間に応じて適宜に設定される。
【００４８】
なお、歪点はガラスの種類によって異なるが、ガラス基板１１は、熱収縮率を小さくするために、歪点が高いガラス組成を有することが好ましい。ガラス基板１１のガラスの歪点は、６００℃以上であることが好ましく、６５５℃以上であることがより好ましい。歪点が６６１℃である場合、熱処理温度は、歪点（６６１℃）−（６０℃〜２６０℃）＝６０１℃〜４０１℃であることが好ましい。しかし、ガラス基板１１の熱収縮率を小さくして、ガラス基板１１を高精細ディスプレイ用ガラス基板として用いるためには、上記の温度範囲に限定されない。例えば、熱処理温度は、４００℃〜５５０℃でもよい。
【００４９】
（３）オフラインアニール処理の特徴
本実施形態の熱処理装置１０１は、ガラス基板１１を湾曲させた状態で搬送しながら、ガラス基板１１の熱処理を行う。ガラス基板１１は、把持部材１１２によって吊り下げられた状態で、熱処理空間４０ａ内を搬送される。ガラス基板１１の搬送方向は、ガラス基板１１の主表面１１ａと直交する方向である。そのため、熱処理空間４０ａで搬送されるガラス基板１１は、熱処理空間４０ａの雰囲気による流体抵抗を受ける。また、熱処理空間４０ａで搬送されるガラス基板１１は、発熱装置４１から供給され熱処理空間４０ａを循環する熱処理用流体と衝突する。これにより、熱処理空間４０ａで搬送されるガラス基板１１は、熱処理用流体による流体抵抗を受ける。従って、熱処理空間４０ａで搬送されるガラス基板１１の主表面１１ａは、常に風圧を受けている。
【００５０】
従来の搬送装置では、ガラス基板の主表面が平坦な状態で、ガラス基板が吊り下げられて搬送される。この場合、搬送されるガラス基板の主表面が風圧を受けて振動することがある。特に、吊り下げられているガラス基板の下端は、何物にも支持されていないので、特に激しく振動しやすい。搬送されているガラス基板が振動すると、搬送方向に沿って隣り合うガラス基板同士が接触して、ガラス基板が破損するおそれがある。
【００５１】
本実施形態では、熱処理空間４０ａで搬送されるガラス基板１１は、図４に示されるように、搬送方向に向かって突出するように湾曲している主表面１１ａを有している。湾曲している主表面１１ａを有するガラス基板１１の鉛直方向の曲げに対する剛性は、平坦な主表面１１ａを有するガラス基板１１よりも高い。これにより、熱処理装置１０１では、熱処理空間４０ａで搬送されているガラス基板１１の主表面１１ａが風圧を受けても、ガラス基板１１は安定した形状および姿勢を維持することができ、搬送されている間のガラス基板１１の振動、折り曲げおよび破損の発生が抑制される。また、搬送されているガラス基板１１の主表面１１ａが搬送方向の前方から風圧を受けても、湾曲している主表面１１ａに沿って流体がスムーズに流れるので、ガラス基板１１が受ける流体抵抗が低減される。その結果、熱処理空間４０ａで搬送されるガラス基板１１の振動が低減される。従って、熱処理装置１０１は、オフラインアニール処理におけるガラス基板１１の破損を低減することができる。
【００５２】
また、本実施形態のように、搬送装置１０２によってガラス基板１１を１枚ずつ搬送しながらガラス基板１１を熱処理する場合、搬送されるガラス基板１１の間の間隔を狭くすることで、ガラス基板１１の熱処理効率を向上させることができる。本実施形態の熱処理装置１０１は、搬送されるガラス基板１１の間の間隔を狭くしても、ガラス基板１１同士の接触が抑制されるので、ガラス基板１１の生産効率を高めつつ、ガラス基板１１の破損を低減することができる。
【００５３】
なお、本実施形態で製造されるガラス基板１１は、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板として好適である。フラットパネルディスプレイ用ガラス基板は、例えば、液晶ディスプレイ用ガラス基板、および、有機ＥＬディスプレイ用ガラス基板である。さらに、ガラス基板１１は、高精細ディスプレイに用いられるＬＴＰＳ（Low-temperature poly silicon）・ＴＦＴディスプレイ用ガラス基板、あるいは、酸化物半導体・ＴＦＴディスプレイ用ガラス基板として特に好適である。
【００５４】
また、本実施形態のガラス基板１１の熱処理工程では、ガラス基板１１の製造工程で得られたガラス基板１１のうち、所定の枚数のガラス基板１１のみがオフラインアニール処理される場合がある。この場合、オフラインアニール処理されないガラス基板１１は、積層された後に、通常の処理工程を経て梱包されて出荷される。このように、オフラインアニール処理は、ガラス基板１１の製造工程に組み込まれている処理工程ではないので、必要量のガラス基板１１のみを熱処理することができる。これにより、同じ製造ラインで得られた同じガラス組成を有する複数のガラス基板１１から、熱収縮率のみが異なる複数種類のガラス基板を得ることができる。
【００５５】
これにより、第１の例として、アモルファスＳｉのＴＦＴ用ガラス基板、および、ｐ−Ｓｉ用ガラス基板を、同じガラス組成を有するガラス基板１１から製造することができる。また、第２の例として、熱処理温度の高いＴＦＴパネルは、オフラインアニール処理をしたガラス基板から製造し、熱処理温度の低いカラーフィルタ（ＣＦ）パネルは、オフラインアニール処理をしていないガラス基板から製造することができる。
【００５６】
この場合、オフラインアニール処理をしたガラス基板、および、オフラインアニール処理をしていないガラス基板は、熱収縮率のみが異なり、ガラス組成が同じであるので、ヤング率およびスリミング性等の物性も同じである。そのため、パネルメーカーでのガラス基板の取り扱いが容易になる。例えば、スリミング特性が同じであるので、ＴＦＴ用ガラス基板とＣＦ用ガラス基板とを貼り合わせた後に行われるスリミング工程において、両面のエッチング速度が同じとなる。
【００５７】
（４）変形例
（４−１）変形例Ａ
実施形態の熱処理装置１０１では、発熱装置４１によって熱処理空間４０ａに熱処理用流体が供給され、熱処理空間４０ａの雰囲気が加熱および循環されて、ガラス基板１１が熱処理される。このとき、熱処理空間４０ａにおいて、搬送方向に隣り合っているガラス基板１１の間の空間に熱処理用流体を水平方向に通過させることで、ガラス基板１１を熱処理することが好ましい。
【００５８】
熱処理空間４０ａで搬送されるガラス基板１１の上端部１１ｂは、把持部材１１２によって把持されている。そのため、搬送方向に隣り合っているガラス基板１１の間の空間に熱処理用流体をスムーズに流すためには、発熱装置４１は、熱処理用流体を水平方向に流すことが好ましい。
【００５９】
また、熱処理空間４０ａにおいて熱処理用流体をスムーズに循環させる観点からは、発熱装置４１は、熱処理空間４０ａに熱処理用流体を供給する側の反対側に、熱処理用流体を吸引して回収する機構を備えることが好ましい。熱処理用流体を回収することで、熱処理空間４０ａ内の気流の安定化、および、処理温度の安定化が達成される。
【００６０】
（４−２）変形例Ｂ
実施形態の熱処理装置１０１では、図５に示されるように、ガラス基板１１の上辺１１ｃの形状は、把持部材１１２ｂが位置する上辺１１ｃの中心に対して対称である。しかし、図９に示されるように、ガラス基板１１の上辺１１ｃの形状は、上辺１１ｃの中心に対して非対称であってもよい。図９は、本変形例におけるガラス基板１１の上面図である。この場合、ガラス基板１１は、鉛直方向に沿って視た場合に非対称に湾曲している主表面１１ａを有している。図９では、クリップ１１２ａとクリップ１１２ｂとの間の間隔は、クリップ１１２ｃとクリップ１１２ｂとの間の間隔よりも短い。なお、把持部材１１２ｂの位置および向きと、熱処理用流体の風向、風量および風速とを調整して、ガラス基板１１の湾曲している主表面１１ａで熱処理用流体を受ける構成にすることで、主表面１１ａを所望の湾曲形状にしてもよく、主表面１１ａの湾曲形状の安定化を図ってもよい。
【００６１】
（４−３）変形例Ｃ
実施形態の熱処理装置１０１では、ガラス基板１１は、把持部材１１２によって吊り下げられている。ガラス基板１１の下端は、何物にも支持されていないので、ガラス基板１１の搬送中に振動しやすい。しかし、ガラス基板１１は、その下端部が支持されながら搬送されてもよい。この場合、ガラス基板１１の下端部は、上端部１１ｂを把持する把持部材１１２と同様の把持部材によって把持されてもよい。また、この場合、ガラス基板１１の主表面１１ａが、上端から下端に亘って同じ形状で湾曲するように、ガラス基板１１の上端部１１ｂおよび下端部が把持されてもよい。
【００６２】
（４−４）変形例Ｄ
実施形態の熱処理装置１０１は、ガラス基板１１の熱処理を行う。しかし、ガラス基板１１を熱処理する前に、ガラス基板１１を熱処理装置１０１で熱処理するか否かを判定する工程を行ってもよい。判定工程では、例えば、ガラス基板１１が所定の強度を有しているか否かが判定される。判定工程によって、所定の強度を有しているガラス基板１１が選別され、選別されたガラス基板１１のみが熱処理装置１０１によって熱処理される。
【００６３】
具体的には、判定工程では、搬送ローラおよびロボットアーム等を用いてガラス基板１１を所定の曲率半径まで湾曲させた後、ガラス基板１１の主表面１１ａを元の平坦な状態に戻し、ガラス基板１１の主表面１１ａに欠陥が生じているか否かを光学的に検査することで、ガラス基板１１を選別する方法が用いられる。なお、ガラス基板１１の選別では、光学的な検査に加えて、ガラス基板１１を湾曲させることによりクラックが発生および伸展する音をＡＥ（アコースティックエミッション）センサで検知して、主表面１１ａに欠陥が生じているか否かを検査してもよい。
【００６４】
次に、複数のロボットアームを用いてガラス基板１１を湾曲させる方法を用いる判定工程について説明する。図１０は、６つのロボットアームによって保持されている状態の、湾曲した主表面１１ａを有するガラス基板１１の外観図である。ロボットアームの先端には、吸着装置が取り付けられている。ロボットアームは、吸着装置を用いて、ガラス基板１１の主表面１１ａを吸引して、ガラス基板１１に固定することができる。ガラス基板１１の主表面１１ａには、複数の吸着ポイント１１ｅが設定されている。図１０では、ガラス基板１１の裏側の主表面１１ａに、６つの吸着ポイント１１ｅが設定されている。この場合、６つのロボットアームのそれぞれが、主表面１１ａ上の各吸着ポイント１１ｅにおいて、主表面１１ａを吸引してガラス基板１１に固定される。そして、各ロボットアームを独立して動かすことで、図１０に示されるように、ガラス基板１１の主表面１１ａを湾曲させる。判定工程では、図１０に示されるように、ガラス基板１１の主表面１１ａは、ガラス基板１１の上端から下端にかけて均一に湾曲される。しかし、判定工程では、図４に示されるように、ガラス基板１１の主表面１１ａは、熱処理工程と同様に上端部１１ｂのみ湾曲されてもよい。
【００６５】
判定工程では、ガラス基板１１は、熱処理工程において熱処理空間４０ａを通過するガラス基板１１よりも、より大きく湾曲される。熱処理工程において吊り下げられた状態で搬送されるガラス基板１１の主表面１１ａは、上辺１１ｃの曲率半径Ｒが上辺１１ｃの寸法Ｗの３倍〜１５倍となるように湾曲されることが好ましい。一方、判定工程では、ガラス基板１１の主表面１１ａは、曲率半径Ｒの平均が上辺１１ｃの寸法Ｗの２倍以下となる程度まで湾曲されることが好ましい。判定工程においてガラス基板１１の主表面１１ａが湾曲されることで、クラック等の欠陥が主表面１１ａに生じる場合がある。その後のガラス基板１１の光学検査において、ガラス基板１１の主表面１１ａに欠陥が生じていると判定された場合、そのガラス基板１１は、その後の熱処理工程には送られず、ガラス基板製造ラインから取り除かれる。
【符号の説明】
【００６６】
１１      ガラス基板
１１ａ    主表面
１１ｂ    上端部
１１ｃ    上辺
１１２    把持部材
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６７】
【特許文献１】特表２０１４−５０３４６５
【図１】
0006454188.tif 000002
【図２】
0006454188.tif 000003
【図３】
0006454188.tif 000004
【図４】
0006454188.tif 000005
【図５】
0006454188.tif 000006
【図６】
0006454188.tif 000007
【図７】
0006454188.tif 000008
【図８】
0006454188.tif 000009
【図９】
0006454188.tif 000010
【図１０】
0006454188.tif 000011