ガラスリボンの技術と特徴
中島外博（なかじま・そとひろ）

日本電気硝子㈱電子部品事業部

はじめ

第二開発部

は，Glass － ribbon の側面（両端）も表面同様にに平滑になっていることである。

どこまでも薄く，曲げても割れないしなやかなガラス………，日本電気硝子は，硬くてGlass － ribbon は延伸成形技術を応用して製造

脆いガされており，製品の幅そのままにリボン成形さラスのイメージを覆す超薄板ガラスの開発に取りれ，両側面は切断や研磨等の加工を施しているの組んできたが，この度，リボン形状で，これまでではなく，熱成形中に同時に両側面を加工（ファには達成できなかった厚さ 4 ～ 50 μm の極薄ガライアポリッシュ）しているので，滑らかであり曲ス“Glass － ribbon”の開発・製造に成功した。ガげや捻りに非常に強い。

ラスは本来，耐熱性，ガスバリア性，電気絶縁性，また，肉厚のばらつきがほとんどないことも特平滑性，光透過性，化学的安定性などの優れた特長である。写真２に幅 20mm，肉厚 10 μm のガラ性を持っているが，Glass － ribbon は薄く成形す

スリボンの断面の顕微鏡写真と肉厚の測定結果をることで，フレキシビリティや加工性の良さが加示す。幅方向の肉厚ばらつきはリボンの平均肉厚わった。また，ボビンに巻きつけて収納可能で取10 μm に対して 0.3 μm であった。
Glass － ribbon は，最薄 4 μm，最大幅 20mm，り扱い性にも優れている。すでに一部の研究機関で微小化学分析システムのマイクロチップ部材として採用が始まっている。電子・光通信デバイスやディスプレイをはじめ，医療，光学，照明など幅広い分野への応用が期待できる。
本稿ではこの Glass－ribbon について紹介する。

1. “Glass-ribbon”の概要
写真１に Glass － ribbon の外観写真を示す。樹脂フィルムのようにしなやかで写真のように巻いたりしても破損することはない。ガラス表面は無研磨にも関わらず非常に平滑で，特筆すべき点
0.01020.01010.0100

写真 10.0101

0.0100Glass － Ribbon 外観写真

0.00990.009920

写真２Vol．61，No.7（2013）

0.01020.0101
単位 : mm

Glass － ribbon 断面写真と肉厚測定結果

JETI 65また，ガラスの軟化点や誘電率を目的に合わせる

最長 100 ｍまで製造可能である。

ことも可能である。

2. “Glass － ribbon”の特長

また，Glass-ribbon は，同じようなしなやかさ

Glass － ribbon の表面はファイアポリッシュさの樹脂フィルムや樹脂テープにはない，ガラス本れた無研磨面であり，キズがなく非常に平滑であ来の持つ，優れた耐熱性，ガスバリア性，電気絶る。通常，研磨ガラスの表面には多数の微細なキ縁性，平滑性，光透過性，化学的安定性を持つたズが存在するが，無研磨ガラスにはキズが見られめ，さらに適応範囲は広がる。ガスバリア性につない（AFM による観察）。

いては，酸素透過度，水蒸気透過度どちらにおい第１図に，代表的な組成の Glass － ribbon におても，一般的な樹脂フィルムに比べ，測定検出下ける，曲げ半径に対する発生応力のグラフを示

限未満の高い気密性を有する〔API-MS 法によるす。ガラスを曲げたときに発生する引っ張り応力等圧測定，於：㈱住化分析センター）〕。

によって破損してしまう最小曲げ半径の値，その3.

ときの破壊応力値は，ガラス表面および端面の状新しい可能性態によって大きく異なる。たとえば表面が滑らか当社において，Glass － ribbon は提案型の商品であっても，側面が切断等の機械加工面であったとして開発された。したがって，制限なく用途開場合の破壊応力値は，概ね 50MPa 程度とされる１）。

発されることにより，新しい可能性が見出される

一方，表面が平滑でかつ側面が滑らかに丸みを帯ことを期待している。

びている Glass － ribbon の場合，破壊応力値は飛一部の研究機関では，微小化学分析システムの躍的に向上する。たとえば肉厚 5 μm の Glass －マイクロチップ部材として採用が始まっている。

ribbon の最小曲げ半径は実測値で 0.5mm であっ微小化学分析システムは，細胞や分子構造などのた。すなわち破壊応力値としては 400MPa に相当分析や実験を１枚のマイクロチップ上に集積化しする。

た次世代の分析システムで，マイクロチップの微Glass － ribbon は延伸成形技術を応用して製造小流路（マイクロチャネル）の溶液を送液制御すされる。言い換えれば，延伸成形可能な材質のガるためのストップバルブに Glass － ribbon が使用

ラスであれば Glass-ribbon として製造可能であされ，本ケースは世界初となる。Glass － ribbon がる。Glass － ribbon はいろいろなガラスで製造対樹脂と比べて優れた耐久性を持ち，極薄な形状や応できる適応範囲の広さも大きな特長の一つであ

精密な寸法精度を有することから，マイクロチッる。例えば他材料と接合する場合，膨張係数を 40

プ上のストップバルブ用途に適した材料として高～ 100 × 10-7/ Ｋの範囲で合わせることができる。

く評価された。今回採用された Glass － ribbon は1000
曲げにより生じる引張応力 [MPa]900σ＝（ E・ T／2 ） ／R

800

E： ヤング率
T： ガラスの厚み

700
600
500
40050μm

30020μm

2005μm

1000030μm 40μm

10μm

12345678910

曲率半径 [mm]

第１図66

JETI

Glass － ribbon の曲率半径と発生応力の関係

Vol．61，No.7（2013）

写真３

薄さ 6 μｍで曲げに対する耐久性が非常に高い。

れる。いろいろなサイズにジャストマッチで対応

Glass － ribbon を用いたアプリケーションの一できるので，捨てるところがなく，またボビン巻例としてマイクロプレパラートを紹介する（写真きであるため，客先でのロール to ロールの生産工

３）。マイクロプレパラートは，２枚の板ガラスの程に対応して，効率化に役立つエコロジカルな材２辺にガラスリボンを挟み込み，レーザー照射で料であるともいえる。

接合したものである。ガラスリボンの厚さがマイおクロプレパラートのギャップとなる。写真３のマわりにイクロプレパラートでは Glass － ribbon の厚みは本稿では，薄くしなやかで，かつ強いガラスの20 μｍであり，ギャップも同じく 20 μｍである。

新素材“Glass － ribbon”について紹介した。Glass

マイクロプレパラートのギャップには，毛細管現－ ribbon は提案型商品として新しい可能性を秘め象により液体を浸透させることができる。Glass －た新素材として開発された。今後もより薄くよりribbon によって作製されたギャップは，微小かつ幅広い Glass － ribbon の製造開発を続けるととも寸法精度が高いため，例えば血液または体液などに，新たな付加価値付与の研究開発も行い，さらの検体を分析する際，検体の観察領域外への移動に新しい用途展開を図りたい。

を好適に制限することができる。

参

また，Glass － ribbon は，厳しい寸法精度が要求される，非常に狭い空間での，基板，スペー１）藤原克利：

サー，隔壁等への応用も期待できる。長いリボン

フォーラム

考文

献

ニューガラス，社団法人ニューガラス
Vol. 24, No.2，p.90-92（2009）．

状であることを活かした用途も数多くあると思わVol．61，No.7（2013）

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