ガラスフィルムの製造方法及びガラスフィルム
【課題】延伸成形の際に生じる薄板ガラスの破断を防止し、薄肉幅広でフィルム状に成形することができ、フラットパネルディスプレイや太陽電池等の電子デバイスのガラス基板等にも使用可能なガラスフィルムの製造方法を提供する。
【解決手段】幅１００ｍｍ以上、厚み０．２ｍｍ以上の母材ガラス２を加熱炉３にて加熱し、引き取りローラ４で延伸することによって、幅５〜３００ｍｍ、厚み１〜１５０μｍに成形することによってガラスフィルム５を製造する。
【解決手段】幅１００ｍｍ以上、厚み０．２ｍｍ以上の母材ガラス２を加熱炉３にて加熱し、引き取りローラ４で延伸することによって、幅５〜３００ｍｍ、厚み１〜１５０μｍに成形することによってガラスフィルム５を製造する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットパネルディスプレイや太陽電池等に使用されるガラス基板や、スペーサー、隔壁、絶縁体等に使用されるガラスフィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
厚みが２００μｍ以内の所謂超薄板ガラスの可能性に注目が集まっている（下記特許文献１参照）。ガラスの超薄板化を行うと、ガラスに可撓性を付与させることができる。近年、様々な電子デバイスに対して可撓性が付与されることが望まれる傾向にあり、例えば、有機ＥＬディスプレイには、折りたたみや巻き取りによって持ち運びを容易にすると共に、平面だけでなく曲面にも使用可能とすることが求められている。また、自動車の車体表面や建築物の屋根、柱や外壁等、曲面を有する物体の表面に太陽電池を形成したり、有機ＥＬ照明を形成したりすることができれば、その用途が広がることとなる。
【０００３】
ガラスはその厚さが薄いほど可撓性に富むため、前述の薄板ガラスよりもさらに薄くフィルム状まで薄肉化されたガラスフィルムの製造が望まれている。ガラスの成形方法には、ロールアウト法、フロート法、スロットダウンドロー法、オーバーフローダウンドロー法、リドロー法等、種々の方法が公知であるが、特にリドロー法が、より薄いフィルム状のガラスを成形する方法として用いられている（下記特許文献２参照）。
【０００４】
図４は、公知のリドロー法（下記特許文献２参照）によって、薄板ガラスを成形する方法の説明図である。母材ガラス（１００）を延伸成形装置（１０１）にセットし、成形炉（１０２）にてガラスの軟化点以上に加熱することによってリメルトし、成形炉の下方に設置された引き取りローラ（１０３）によって延伸することによって薄板ガラス（１０４）の成形を行っている。
【０００５】
更に薄いフィルム状のガラスを成形する方法として、下記特許文献３には、母材ガラスを加熱延伸することによって、幅１．２〜１．５ｍｍ、厚み２６μｍ〜１５０μｍのガラス板が得られることが記載されている。当該ガラス板は、主にスペーサーとして用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１３３１７４号公報
【特許文献２】特開平１１−１９９２５５号公報
【特許文献３】特開２００１−８０９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
先記した通り、リドロー法によって薄板ガラスを延伸成形する場合には、引き取りローラでガラスを挟持することによって薄板ガラスを延伸成形するため、その挟持応力により微小クラックが発生する場合があるが、特許文献３に記載されているような幅が１．５ｍｍ以下の幅狭の薄板ガラスにあっては、薄板ガラスの幅が狭いことによって前記微小クラックがその全幅に進展し易く、薄板ガラスが破断するという問題がある。
【０００８】
また、特許文献３では薄板ガラスに樹脂の被覆を行っているが、薄板ガラスの使用用途によっては当該樹脂を除去する必要があり、樹脂の被覆工程だけでなく、除去工程をも必要とするため、工程が煩雑になるという問題がある。しかも、樹脂の除去工程が不完全な場合は、薄板ガラスが汚染された状態で製品に使用されることとなり、実用に供しないものとなる。
【０００９】
また、当該薄板ガラスは、１．５ｍｍ以下の幅狭のものであるが故に、スペーサーとしての用途としては適していても、フラットパネルディスプレイや太陽電池等の電子デバイスのガラス基板として使用することは困難である。
【００１０】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、延伸成形の際に生じる薄板ガラスの破断を防止し、薄肉幅広でフィルム状に成形することができ、フラットパネルディスプレイや太陽電池等の電子デバイスのガラス基板等にも使用可能なガラスフィルムを製造することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係る発明は、幅が１００ｍｍ以上、且つ厚みが０．２ｍｍ以上である母材ガラスを加熱炉にて加熱し、引き取りローラで延伸することによって、幅が５〜３００ｍｍ、且つ厚みが１〜１５０μｍのガラスフィルムに延伸成形することを特徴とするガラスフィルムの製造方法に関する。
【００１２】
請求項２に係る発明は、厚みが１〜３０μｍのガラスフィルムに延伸成形することを特徴とする請求項１に記載のガラスフィルムの製造方法に関する。
【００１３】
請求項３に係る発明は、厚みが１．８ｍｍ以上である母材ガラスを加熱し、延伸することを特徴とする請求項１又は２に記載のガラスフィルムの製造方法に関する。
【００１４】
請求項４に係る発明は、前記加熱炉上方に、前記母材ガラスを挟持する支持ローラを備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のガラスフィルムの製造方法に関する。
【００１５】
請求項５に係る発明は、前記母材ガラスを前記加熱炉へ送り込む速度の、２〜１００倍の速度で前記母材ガラスを引き取ることによって延伸成形することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のガラスフィルムの製造方法に関する。
【００１６】
請求項６に係る発明は、延伸成形時の前記母材ガラスの粘度が、１０５．５〜１０９．５ｄＰａ・ｓであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のガラスフィルムの製造方法に関する。
【００１７】
請求項７に係る発明は、幅が１００ｍｍ以上、且つ厚みが０．２ｍｍ以上である母材ガラスを加熱炉にて加熱し、幅が５〜３００ｍｍ、且つ厚みが１〜３０μｍに延伸成形されたガラスフィルムに関する。
【００１８】
請求項８に係る発明は、熱膨張係数が、５０×１０−７／℃以上１００×１０−７／℃以下であることを特徴とする請求項７に記載のガラスフィルムに関する。
【００１９】
請求項９に係る発明は、熱膨張係数が、３０×１０−７／℃以上〜５０×１０−７／℃未満であることを特徴とする請求項７に記載のガラスフィルムに関する。
【００２０】
請求項１０に係る発明は、幅５ｍｍ以上、厚みが１〜５０μｍ、熱膨張係数が５０×１０−７／℃以上１００×１０−７／℃以下であることを特徴とするガラスフィルムに関する。
【００２１】
請求項１１に係る発明は、幅５ｍｍ以上、厚みが１〜５０μｍ、熱膨張係数が３０×１０−７／℃以上〜５０×１０−７／℃未満であることを特徴とするガラスフィルムに関する。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に係る発明によれば、幅が１００ｍｍ以上、且つ厚みが０．２ｍｍ以上である母材ガラスを使用して、幅が５〜３００ｍｍ、且つ厚みが１〜１５０μｍのガラスフィルムを延伸成形することから、幅広のガラスフィルムを延伸成形することができるため、フラットパネルディスプレイや太陽電池等の電子デバイスのガラス基板等にも使用可能なガラスフィルムを製造することができる。延伸成形されたガラスフィルムは、その幅が５〜３００ｍｍと幅広であるため、引き取りローラの挟持力（押圧力）による、ガラスフィルムの破断を防止することができるとともに、引き取りローラによる挟持前の樹脂の被覆工程を省略することもできる。また、ガラスフィルムの破断を防止し、延伸成形するガラスフィルムを引き取りローラによって把持することができるため、延伸成形部に引っ張り力を効果的に付与させることができ、母材ガラスとガラスフィルムとの相似形を変化させて、母材ガラスよりもガラスフィルムのアスペクト比のほうが高くなるように成形することが可能となり、薄板幅広のガラスフィルムを延伸成形することも可能となる。
【００２３】
請求項２に係る発明によれば、厚みが１〜３０μｍのガラスフィルムに延伸成形することから、より可撓性に富むガラスフィルムを製造することができる。
【００２４】
請求項３に係る発明によれば、厚みが１．８ｍｍ以上である母材ガラスを加熱延伸することから、引き取りローラによる引っ張り力を大きく付与させた場合でも、母材ガラスの厚みが大きいために、母材ガラスの両端部に折れ曲がりが生じるのを防止することができる。これにより、母材ガラスよりもガラスフィルムのアスペクト比の方がより高くなるように成形することが可能となり、より薄肉幅広のガラスフィルムを安定して製造することができる。
【００２５】
請求項４に係る発明によれば、前記加熱炉の上方に、前記母材ガラスを支持する支持ローラを備えていることから、母材ガラスを加熱炉に送り込む際に、加熱炉蓋部に形成されたスロットに母材ガラスを安定して適切に誘導することができる。また、加熱炉内においては、所謂煙突効果による上昇気流が発生しているが、支持ローラが母材ガラスを挟持しているため、延伸成形の際に、母材ガラスがばたつくのを防止することができる。これにより、延伸成形後のガラスフィルムに反りやうねりが生じるのを防止することができる。
【００２６】
請求項５に係る発明によれば、前記母材ガラスを前記加熱炉へ送り込む速度の、２〜１００倍の速度で前記母材ガラスを引き取ることから、母材ガラスよりもガラスフィルムのアスペクト比の方がより高くなるように成形することが可能となり、より薄肉幅広のガラスフィルムを製造することができる。
【００２７】
請求項６に係る発明によれば、延伸成形時の前記母材ガラスの粘度が、１０５．５〜１０９．５ｄＰａ・ｓであることから、引き取りローラによる引き取り速度を上げることができる。
【００２８】
請求項７に係る発明によれば、幅が５〜３００ｍｍ、且つ厚みが１〜３０μｍに延伸成形されたガラスフィルムであることから、幅広であるため破断し難く、フラットパネルディスプレイや太陽電池等の電子デバイスのガラス基板等にも使用することができる。
【００２９】
請求項８に係る発明によれば、ガラスフィルムの熱膨張係数が、５０×１０−７／℃以上１００×１０−７／℃以下であることから、ＴｉＯ２薄膜、ＧＩＧＳ薄膜、フリットシール等の周辺部材との熱膨張係数が適合するために、電子デバイスの製造関連処理を行い易くすることができる。
【００３０】
請求項９に係る発明によれば、ガラスフィルムの熱膨張係数が、３０×１０−７／℃以上〜５０×１０−７／℃未満であることから、薄膜Ｓｉ太陽電池や有機ＥＬ等の基板として用いることができる。
【００３１】
請求項１０に係る発明によれば、熱膨張係数が５０×１０−７／℃以上１００×１０−７／℃以下であることから、ＴｉＯ２薄膜、ＧＩＧＳ薄膜、フリットシール等の周辺部材との熱膨張係数が適合するために、電子デバイスの製造関連処理を行い易くすることができる。
【００３２】
請求項１１に係る発明によれば、ガラスフィルムの熱膨張係数が３０×１０−７／℃以上〜５０×１０−７／℃未満であることから、薄膜Ｓｉ太陽電池や有機ＥＬ等の基板として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るガラスフィルムの製造装置の概略図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】支持ローラの拡大側面図である。
【図３】ガラスフィルムの両側端縁部のみを把持する引き取りローラの説明図である。
【図４】従来の薄板ガラスの製造装置の図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明に係るガラスフィルムの製造方法の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３５】
本発明に係るガラスフィルムの製造方法は、図１に示す通り、延伸成形装置（１）に母材ガラス（２）をセットし、加熱炉（３）で加熱を行い、引き取りローラ（４）で延伸することによってガラスフィルム（５）を製造することを特徴とする。
【００３６】
母材ガラス（２）には、主にケイ酸塩ガラスが用いられ、ソーダガラス、ホウ珪酸ガラス、アルミ珪酸ガラス、シリカガラス等、延伸成形可能なガラスであれば、いずれの材料も使用可能である。母材ガラス（２）の材料は、ガラスフィルム（５）が使用される用途によって、適宜選択される。また、母材ガラス（２）として、延伸成形可能な結晶化ガラスを用いることもできる。結晶化ガラスは耐熱性に優れるため、母材ガラス（２）材料として結晶化ガラスを使用することにより、高温の動作温度を必要とする部品として好適に使用することができる。
【００３７】
母材ガラス（２）の幅は、１００ｍｍ以上である。これにより、ガラスフィルム（５）の引き取り速度を上げたとしても、延伸成形後のガラスフィルムの幅を５ｍｍ〜３００ｍｍとすることができる。幅広のガラスフィルムを得るため、母材ガラス（２）の幅は、２００ｍｍ以上が好ましく、４００ｍｍ以上、５００ｍｍ以上、７００ｍｍ以上が順により好ましく、１０００ｍｍ以上であることが最も好ましい。一方、母材ガラス（２）の幅が２０００ｍｍを超えると、延伸成形し難くなるおそれがある。
【００３８】
母材ガラス（２）の厚みは、０．２ｍｍ以上であることを要し、０．３ｍｍ以上が好ましく、０．４ｍｍ以上、０．５ｍｍ以上、０．７ｍｍ以上、１ｍｍ以上がさらに好ましく、１．８ｍｍ以上であることが最も好ましい。引き取りローラ（４）による引っ張りの力は、板幅方向におけるガラスの粘度を考慮して、板幅方向に均等にガラスが伸びるような力がかかるよう制御する必要がある。特に板幅の大きなガラスフィルムを得る場合この制御が重要となる。しかし、ガラスフィルムの幅は母材ガラス（２）よりも狭いため、引き取りローラ（４）による引っ張りの力は母材ガラス（２）の中心部分にかかりやすくなる。そのため加熱された母材ガラス（２）の両端部分は中心部分にひきずられるように折れ曲がる現象が起こる。しかし本発明のガラスフィルムでは、母材ガラス（２）の厚みが大きいため、引き取りローラ（４）によって引っ張り力を大きく付与させても、母材ガラス（２）の両端部が折れ曲がるのを防止することができる。これにより、母材ガラス（２）よりもガラスフィルム（５）のアスペクト比の方がより高くなるように成形することも可能となり、より薄肉幅広のガラスフィルム（５）を製造することができる。一方、母材ガラス（２）の厚みが３ｍｍを超えると、薄肉のガラスフィルム（５）を製造し難くなるおそれがある。
【００３９】
母材ガラス（２）は、ロールアウト法、アップドロー法、フロート法、ダウンドロー法（スロットダウンドロー法、オーバーフローダウンドロー法）等によって、溶融ガラスから直接板状に成形される。また、インゴットから切り出した板ガラスを切断した短冊状ガラスを使用することもできる。特に板ガラスを切断して得られる短冊状ガラスを母材ガラス（２）とすれば、適当な板厚の板ガラスを採用するだけで延伸成形に適した板厚を得ることができる。つまり母材ガラス（２）の板厚調整のための加工を行う必要がなくなり、切断加工や研磨加工を大幅に省略することが可能となる。また、母材ガラス（２）は、オーバーフローダウンドロー法によって成形されていることが好ましい。オーバーフローダウンドロー法によれば、表面に傷の発生がなく、高い表面品位を有する母材ガラス（２）を得ることができるからである。母材ガラス（２）の表面品位が高ければ、後述する延伸成形後のガラスフィルム（５）の表面品位も高くすることが可能となる。
【００４０】
母材ガラス（２）の側面は未加工でもよいが、側面の４隅に対してＣ面取りやＲ面取り等の面取り加工を行ってもよい。
【００４１】
母材ガラス（２）の歪点は、成形後のガラスフィルム（５）に対して施される熱処理工程での処理温度以上の温度であることが好ましい。即ち、成形後のガラスフィルム（５）に対して熱処理が施される場合に、熱処理によるガラスフィルム（５）の熱変形を防止するためである。従って、ガラスフィルム（５）が太陽電池用ガラス基板として使用される場合、ＦＴＯの形成、ＴｉＯ２多孔質体の焼成、ＣＩＧＳ膜の成膜等に高温が必要になるため、母材ガラス（２）の歪点は、５２０℃以上が好ましく、５５０℃以上、５８０℃以上、６００℃以上、６５０℃以上であることがより好ましく、６９０℃以上であることが最も好ましい。
【００４２】
母材ガラス（２）の液相温度は低いことが好ましい。液相温度が低い程、延伸成形の成形温度を低くすることが可能となるからである。具体的には１１５０℃以下が好ましく、１１００℃以下がより好ましく、１０５０℃以下であることが最も好ましい。また、液相温度における母材ガラス（２）の粘度が高い程、リドロー成形が容易となるため、液相温度における粘度は、１０４．０ｄＰａ・ｓ以上が好ましく、１０４．５ｄＰａ・ｓ以上、１０５．０ｄＰａ・ｓ以上、１０５．２ｄＰａ・ｓ以上、１０５．５ｄＰａ・ｓ以上が順により好ましく、１０５．７ｄＰａ・ｓ以上が最も好ましい。
【００４３】
母材ガラス（２）の熱膨張係数は、５０〜１００×１０−７／℃であることが好ましい。これにより、成形後のガラスフィルム（５）を太陽電池用ガラス基板として使用する場合に、ＴｉＯ２多孔質体、ＣＩＧＳ薄膜、フリットシール等の周辺部材の熱膨張係数と適合させることができる。母材ガラス（２）の熱膨張係数は、７０〜９５×１０−７／℃であることがより好ましく、８０〜９０×１０−７／℃であることが最も好ましい。
【００４４】
母材ガラス（２）の熱膨張係数は、３０〜５０×１０−７／℃であることが好ましい。これにより、成形後のガラスフィルムを有機ＥＬや薄膜Ｓｉ太陽電池用基板として用いる場合に、基板上に形成されるＳｉ系のフィルムと熱膨張係数を整合させることができる。母材ガラス（２）の熱膨張係数は、３０〜４５×１０−７／℃であることがより好ましく３０〜４０×１０−７／℃であることが最も好ましい。
【００４５】
母材ガラス（２）の熱膨張係数と、ガラスフィルム（５）が使用される部品の周辺材料の熱膨張係数の差は、±５×１０−７／℃であることが好ましく、±１×１０−７／℃であることが最も好ましい。
【００４６】
図１に示す通り、母材ガラス（２）の上端部を延伸成形装置（１）の固定具（１１）に取着し、加熱炉（３）の方向へと下降させることによって母材ガラス（２）の下端部を加熱炉（３）内に送り込み、母材ガラス（２）を延伸成形可能な温度にまで加熱する。
【００４７】
加熱炉（３）上方には、母材ガラス（２）を一対のローラによって挟持するための支持ローラ（３１）が備えられていることが好ましい。加熱炉（３）上蓋部には、母材ガラス（２）を加熱炉（３）内に挿入するためのスロットが設けられているが、該スロットによる開口部は、加熱炉（３）内の熱を外部に逃がさないようにすることに鑑み、母材ガラス（２）の挿入に必要とする最小限の開口面積に設計されていることから、支持ローラ（３１）により、母材ガラス（２）を加熱炉（３）内に送り込む際に、当該スロットに適切に安定して母材ガラス（２）を誘導することができる。また、加熱炉（３）内においては、所謂煙突効果による上昇気流が発生しているが、支持ローラ（３１）が母材ガラス（２）を挟持しているため、延伸成形の際に、加熱炉（３）において母材ガラス（２）がばたつくのを防止することができる。これにより、延伸成形後のガラスフィルム（５）に反りやうねりが生じるのを防止することができる。
【００４８】
支持ローラ（３１）の直径は、１０〜２００ｍｍが好ましく、１０〜１００ｍｍがより好ましく、１０〜５０ｍｍが最も好ましい。支持ローラ（３１）の直径が１０ｍｍ未満であると、支持ローラ（３１）の回転数が高くなることにより発生する振動等によってガラスフィルム（５）の成形品位が安定し難くなるおそれがある。一方、支持ローラ（３１）の直径が、２００ｍｍより大きいと、母材ガラス（２）を正確に加熱炉（３）に送り込み難くなるおそれがある。
【００４９】
支持ローラ（３１）の幅は、支持する母材ガラス（２）の板幅よりも長いことが好ましい。これにより、支持ローラ（３１）で母材ガラス（２）をより適切に挟持することができる。また、支持ローラ（３１）を母材ガラス（２）の少なくとも両側端部のみを挟持する形態でもよい。
【００５０】
母材ガラス（２）を挟持する支持ローラ（３１）は、図示しない駆動手段によって支持ローラ（３１）の回転速度が母材ガラス（２）の下降速度と同一となるように回転駆動させる形態でもよく、あるいは、図示しないベアリング等の回転手段により、母材ガラス（２）の下降に伴って従動回転駆動させる形態でもよい。
【００５１】
また、図２に示す通り、一対の支持ローラ（３１）の上方に、加熱炉（３）に近づくにつれて、対向離間距離が狭くなるように設計されたガイドローラ（３２）を複数対配置することが好ましい。これにより、母材ガラス（２）の加熱炉（３）への送り込み開始時において、加熱炉（３）内の上昇気流が上蓋部のスロットを通じて上昇する場合でも、適正に支持ローラ（３１）で母材ガラス（２）を把持することが可能となり、スロットに母材ガラス（２）を確実に案内することが可能となる。
【００５２】
加熱炉（３）における加熱温度は、失透結晶（長径１μｍ以上）がガラス中（特にガラス表面中）に析出しない温度とする。具体的には、使用する母材ガラス（２）の失透温度以下の温度である。加熱温度は、使用する母材ガラス（２）の失透温度の５０℃以下が好ましく、１００℃以下がより好ましい。
【００５３】
延伸成形は、母材ガラス（２）の粘度が１０５．５〜１０９．５ｄＰａ・ｓとなる温度で行うことが好ましい。これにより、引き取りローラ（４）によって引き取り速度を上げることができ、薄肉幅広のガラスフィルム（５）を成形することができる。一方、母材ガラス（２）の粘度が１０５．５ｄＰａ・ｓを下回る温度（より高い温度）で延伸成形を行った場合は、寸法精度が低下するおそれがある。また、母材ガラス（２）の粘度が、１０９．５ｄＰａ・ｓを上回る温度（より低い温度）では、粘度が高すぎることによってアスペクト比を大きく変えることが困難となり、薄肉幅広のガラスフィルムを成形し難くなるおそれがある。母材ガラス（７）の粘度が１０６．０〜１０９．０ｄＰａ・ｓ、１０６．５〜１０８．５ｄＰａ・ｓ、１０７．０〜１０８．５ｄＰａ・ｓ、が順により好ましく、１０７．５〜１０８．５ｄＰａ・ｓとなる温度で行うことが最も好ましい。
【００５４】
加熱炉（３）で加熱され、降下してきたガラスフィルム（５）を引き取りローラ（４）によって挟持し、引き取りローラ（４）が回転することによって下方への引っ張り力を付与し、母材ガラス（２）を下方へと延伸成形することによってガラスフィルム（５）を成形する。延伸成形されるガラスフィルム（５）は、幅５０〜３００ｍｍと幅広であるため、引き取りローラ（４）の把持力（押圧力）に起因したガラスフィルム（５）の破断を防止することができる。また、延伸成形部に引っ張り力を効果的に付与させることができ、母材ガラス（２）とガラスフィルム（５）との相似形を変化させて、母材ガラス（２）よりもガラスフィルム（５）のアスペクト比の方が高くなるように成形することが可能となる。
【００５５】
母材ガラス（２）の延伸成形速度については、前記母材ガラス（２）を前記加熱炉（３）に送り込む速度の２〜１００倍の速度で前記母材ガラス（２）を引き取ることが好ましい。これにより、母材ガラス（２）よりもガラスフィルム（５）のアスペクト比の方がより高くなるように成形することが可能となり、より薄肉幅広のガラスフィルム（５）を製造することができる。母材ガラス（２）の延伸成形速度は、５０〜１００倍がより好ましく、７０〜１００倍でであることが最も好ましい。
【００５６】
母材ガラス（２）の幅をＷｍ、厚みをＴｍ、当該母材ガラス（２）の延伸成形後のガラスフィルム（５）の幅をＷｆ、厚みをＴｆとした場合に、下記数１を満たす関係であることが好ましい。これにより、薄板で幅広なガラスフィルム（５）を得ることができる。
【００５７】
（数１）
１≦（Ｗｆ／Ｔｆ）／（Ｗｍ／Ｔｍ）≦１０００
【００５８】
上述の（Ｗｆ／Ｔｆ）／（Ｗｍ／Ｔｍ）は、３以上がより好ましく、５、７、９以上が順により好ましく、１１以上が最も好ましい。また、（Ｗｆ／Ｔｆ）／（Ｗｍ／Ｔｍ）は、５０以下がより好ましく、４０、３０以下が順により好ましく、２０以下が最も好ましい。
【００５９】
引き取りローラ（４）は、図３に示す通り、ガラスフィルム（５）の両側端縁部のみを挟持することが好ましい。本発明による製造方法では、ガラスフィルム（５）を５ｍｍ以上の幅広に成形できるため、ガラスフィルム（５）の両側端縁部のみを挟持することができる。これにより、ガラスフィルム（５）の中央部（有効面）は、延伸成形後に他の部材とは接触しないため、延伸成形時の火造り面を維持することができ、極めて表面品位の高いガラスフィルム（５）を製造することができる。この場合、ガラスフィルム（５）中央部（有効面）の表面粗さＲａは、５ｎｍ以下であることが好ましく、３ｎｍ以下、１ｎｍ以下、０．５ｎｍ以下であることがより好ましく、０．３ｎｍ以下であることが最も好ましい。従って、ガラスフィルム（５）をフラットパネルディスプレイ用ガラス基板等、高い表面品位が要求される用途に使用する場合には、ガラスフィルム（５）の両側端縁部のみを把持する引き取りローラ（４）を使用して延伸成形することが好ましい。
【００６０】
図３は、ガラスフィルム（５）の両側端縁部のみを挟持する引き取りローラ（４）の夫々の実施形態を説明した説明図である。図３は、夫々、引き取りローラ（４）直前におけるガラスフィルム（５）の水平方向の断面を上方（加熱炉（３）側）から見た図である。
【００６１】
図３（ａ）は、１本の軸（４１）に対して、ガラスフィルム（５）の両側端縁部に対応する位置に夫々ローラ部（４２）を接触させ、ガラスフィルム（５）の中央部（有効面）に対応する位置には、軸（４１）のみが配置され、ローラ部（４２）は存在しない形態である。図３（ｂ）は、４つのローラ部（４２）が夫々固有の軸（４１）を有し、片持ちで配置されており、ガラスフィルム（５）の中央部（有効面）に対応する位置には、ローラ部（４２）も軸（４１）も配置されていない形態である。図３（ｃ）は、ローラ部（４２）がガラスフィルム（５）の全幅に対応する位置に配置されているが、ローラ部（４２）は、ガラスフィルム（５）の両側端縁部に対応する位置のみが拡径形成され、フランジ部（４３）を形成しており、当該フランジ部（４３）のみが、ガラスフィルム（５）両側端縁部で接触している。
【００６２】
ガラスフィルム（５）の両側端部を引き取りローラ（４）によって把持する幅は、１ｍｍ〜５０ｍｍであることが好ましい。１ｍｍ未満であると、ガラスフィルム（５）の挟持が不十分となり母材ガラス（２）に適正な引っ張り力を付与させ難くなるおそれがあり、５０ｍｍを超えると、ガラスフィルム（５）の有効面が減少するおそれがある。ガラスフィルム（５）の両側端部を引き取りローラ（４）によって把持する幅は、１０ｍｍ〜３０ｍｍがより好ましく、１０ｍｍ〜２０ｍｍが最も好ましい。
【００６３】
上述の延伸成形方法によって製造されたガラスフィルム（５）は、使用する用途に応じて適宜梱包される。例えば、ガラスフィルム（５）を所定長ごとに切断し、枚葉式に梱包緩衝シートと交互に箱体内部に積層することによって梱包することができる。また、梱包緩衝シート等を挟み込み、オンラインでドラム等に巻き取ることによって、ガラスフィルムのロール体として梱包することも可能である。
【実施例】
【００６４】
以下、本発明のガラスフィルムを実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６５】
（実施例１）母材ガラスとして、日本電気硝子株式会社製ＰＰ−８Ｃ（軟化点８４０℃）の成形体（幅５００ｍｍ、厚み１．８ｍｍ）を準備した。母材ガラスのアスペクト比は、２７８：１である。
【００６６】
母材ガラスを、延伸成形装置にセットし、温度８００〜８５０℃（母材ガラスの粘度１０７．４〜１０８．４ｄＰａ・ｓ）に保持された成形炉の供給口（スロット）から１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で搬入し、引き取りローラによって引き出し口から８００ｍｍ／ｍｉｎで引き出し、幅８０ｍｍ、厚み２５μｍ（アスペクト比３２００：１）のガラスフィルムを得た。尚、本実施例においては、図３（ａ）の引き抜きローラを使用して延伸を行った。ガラスフィルム端部から夫々１０ｍｍの範囲のみ、引き抜きローラによってガラスフィルムを挟持した。
【００６７】
（実施例２）母材ガラスとして、日本電気硝子株式会社製ＯＡ−１０Ｇ（軟化点９４０℃）の成形体（幅２００ｍｍ、厚み０．５ｍｍ、アスペクト比４００）を準備した後、実施例１と同様の粘度条件で延伸成形を行うことにより、幅５０ｍｍ、厚み１０μｍ（アスペクト比５０００）のガラスフィルムを得た。
【００６８】
実施例１で得られたガラスフィルムの、引き抜きローラと接触していない中央部の表面粗さＲａ、及び実施例２で得られたガラスフィルムの中央部の表面粗さＲａを測定した。表面粗さＲａは、Ｖｅｅｃｏ社製ＡＦＭ（Ｎａｎｏｓｃｏｐｅ ＩＩＩ ａ）を用い、スキャンサイズ１０μｍ、スキャンレイト１Ｈｚ、サンプルライン５１２の条件で測定した。Ｒａは、測定範囲１０μｍ四方の測定値から算出した。実施例１のガラスフィルムの中央部の表面粗さＲａは、０．２ｎｍであった。尚、実施例２で得られたガラスフィルム（引き取りローラがガラスフィルムの全体に亘って接触したもの）の中央部の表面粗さＲａは、
１０ｎｍであった。
【００６９】
（比較例）母材ガラスとして、日本電気硝子株式会社製ＯＡ−１０Ｇ（軟化点９４０℃）の成形体（幅５０ｍｍ、厚み１ｍｍ）を準備した。
【００７０】
母材ガラスを、延伸成形装置にセットし、温度９５０〜９８０℃（母材ガラスの粘度１０７．０〜１０７．５ｄＰａ・ｓ）に保持された成形炉の供給口（スロット）から１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で搬入し、引き取りローラによって引き出し口から１１００ｍｍ／ｍｉｎで引き出し、幅１．５ｍｍ、厚み２０μｍのガラスフィルムを製造しようとしたが、引き取りローラの押圧力によってガラスフィルムが頻繁に破断し、安定して製造することができなかった。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、太陽電池、フラットパネルディスプレイ等のガラス基板、スペーサー、隔壁、誘電体等に好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１ 延伸成形装置
１１ 固定具
２ 母材ガラス
３ 加熱炉
３１ 支持ローラ
４ 引き取りローラ
５ ガラスフィルム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットパネルディスプレイや太陽電池等に使用されるガラス基板や、スペーサー、隔壁、絶縁体等に使用されるガラスフィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
厚みが２００μｍ以内の所謂超薄板ガラスの可能性に注目が集まっている（下記特許文献１参照）。ガラスの超薄板化を行うと、ガラスに可撓性を付与させることができる。近年、様々な電子デバイスに対して可撓性が付与されることが望まれる傾向にあり、例えば、有機ＥＬディスプレイには、折りたたみや巻き取りによって持ち運びを容易にすると共に、平面だけでなく曲面にも使用可能とすることが求められている。また、自動車の車体表面や建築物の屋根、柱や外壁等、曲面を有する物体の表面に太陽電池を形成したり、有機ＥＬ照明を形成したりすることができれば、その用途が広がることとなる。
【０００３】
ガラスはその厚さが薄いほど可撓性に富むため、前述の薄板ガラスよりもさらに薄くフィルム状まで薄肉化されたガラスフィルムの製造が望まれている。ガラスの成形方法には、ロールアウト法、フロート法、スロットダウンドロー法、オーバーフローダウンドロー法、リドロー法等、種々の方法が公知であるが、特にリドロー法が、より薄いフィルム状のガラスを成形する方法として用いられている（下記特許文献２参照）。
【０００４】
図４は、公知のリドロー法（下記特許文献２参照）によって、薄板ガラスを成形する方法の説明図である。母材ガラス（１００）を延伸成形装置（１０１）にセットし、成形炉（１０２）にてガラスの軟化点以上に加熱することによってリメルトし、成形炉の下方に設置された引き取りローラ（１０３）によって延伸することによって薄板ガラス（１０４）の成形を行っている。
【０００５】
更に薄いフィルム状のガラスを成形する方法として、下記特許文献３には、母材ガラスを加熱延伸することによって、幅１．２〜１．５ｍｍ、厚み２６μｍ〜１５０μｍのガラス板が得られることが記載されている。当該ガラス板は、主にスペーサーとして用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１３３１７４号公報
【特許文献２】特開平１１−１９９２５５号公報
【特許文献３】特開２００１−８０９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
先記した通り、リドロー法によって薄板ガラスを延伸成形する場合には、引き取りローラでガラスを挟持することによって薄板ガラスを延伸成形するため、その挟持応力により微小クラックが発生する場合があるが、特許文献３に記載されているような幅が１．５ｍｍ以下の幅狭の薄板ガラスにあっては、薄板ガラスの幅が狭いことによって前記微小クラックがその全幅に進展し易く、薄板ガラスが破断するという問題がある。
【０００８】
また、特許文献３では薄板ガラスに樹脂の被覆を行っているが、薄板ガラスの使用用途によっては当該樹脂を除去する必要があり、樹脂の被覆工程だけでなく、除去工程をも必要とするため、工程が煩雑になるという問題がある。しかも、樹脂の除去工程が不完全な場合は、薄板ガラスが汚染された状態で製品に使用されることとなり、実用に供しないものとなる。
【０００９】
また、当該薄板ガラスは、１．５ｍｍ以下の幅狭のものであるが故に、スペーサーとしての用途としては適していても、フラットパネルディスプレイや太陽電池等の電子デバイスのガラス基板として使用することは困難である。
【００１０】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、延伸成形の際に生じる薄板ガラスの破断を防止し、薄肉幅広でフィルム状に成形することができ、フラットパネルディスプレイや太陽電池等の電子デバイスのガラス基板等にも使用可能なガラスフィルムを製造することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係る発明は、幅が１００ｍｍ以上、且つ厚みが０．２ｍｍ以上である母材ガラスを加熱炉にて加熱し、引き取りローラで延伸することによって、幅が５〜３００ｍｍ、且つ厚みが１〜１５０μｍのガラスフィルムに延伸成形することを特徴とするガラスフィルムの製造方法に関する。
【００１２】
請求項２に係る発明は、厚みが１〜３０μｍのガラスフィルムに延伸成形することを特徴とする請求項１に記載のガラスフィルムの製造方法に関する。
【００１３】
請求項３に係る発明は、厚みが１．８ｍｍ以上である母材ガラスを加熱し、延伸することを特徴とする請求項１又は２に記載のガラスフィルムの製造方法に関する。
【００１４】
請求項４に係る発明は、前記加熱炉上方に、前記母材ガラスを挟持する支持ローラを備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のガラスフィルムの製造方法に関する。
【００１５】
請求項５に係る発明は、前記母材ガラスを前記加熱炉へ送り込む速度の、２〜１００倍の速度で前記母材ガラスを引き取ることによって延伸成形することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のガラスフィルムの製造方法に関する。
【００１６】
請求項６に係る発明は、延伸成形時の前記母材ガラスの粘度が、１０５．５〜１０９．５ｄＰａ・ｓであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のガラスフィルムの製造方法に関する。
【００１７】
請求項７に係る発明は、幅が１００ｍｍ以上、且つ厚みが０．２ｍｍ以上である母材ガラスを加熱炉にて加熱し、幅が５〜３００ｍｍ、且つ厚みが１〜３０μｍに延伸成形されたガラスフィルムに関する。
【００１８】
請求項８に係る発明は、熱膨張係数が、５０×１０−７／℃以上１００×１０−７／℃以下であることを特徴とする請求項７に記載のガラスフィルムに関する。
【００１９】
請求項９に係る発明は、熱膨張係数が、３０×１０−７／℃以上〜５０×１０−７／℃未満であることを特徴とする請求項７に記載のガラスフィルムに関する。
【００２０】
請求項１０に係る発明は、幅５ｍｍ以上、厚みが１〜５０μｍ、熱膨張係数が５０×１０−７／℃以上１００×１０−７／℃以下であることを特徴とするガラスフィルムに関する。
【００２１】
請求項１１に係る発明は、幅５ｍｍ以上、厚みが１〜５０μｍ、熱膨張係数が３０×１０−７／℃以上〜５０×１０−７／℃未満であることを特徴とするガラスフィルムに関する。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に係る発明によれば、幅が１００ｍｍ以上、且つ厚みが０．２ｍｍ以上である母材ガラスを使用して、幅が５〜３００ｍｍ、且つ厚みが１〜１５０μｍのガラスフィルムを延伸成形することから、幅広のガラスフィルムを延伸成形することができるため、フラットパネルディスプレイや太陽電池等の電子デバイスのガラス基板等にも使用可能なガラスフィルムを製造することができる。延伸成形されたガラスフィルムは、その幅が５〜３００ｍｍと幅広であるため、引き取りローラの挟持力（押圧力）による、ガラスフィルムの破断を防止することができるとともに、引き取りローラによる挟持前の樹脂の被覆工程を省略することもできる。また、ガラスフィルムの破断を防止し、延伸成形するガラスフィルムを引き取りローラによって把持することができるため、延伸成形部に引っ張り力を効果的に付与させることができ、母材ガラスとガラスフィルムとの相似形を変化させて、母材ガラスよりもガラスフィルムのアスペクト比のほうが高くなるように成形することが可能となり、薄板幅広のガラスフィルムを延伸成形することも可能となる。
【００２３】
請求項２に係る発明によれば、厚みが１〜３０μｍのガラスフィルムに延伸成形することから、より可撓性に富むガラスフィルムを製造することができる。
【００２４】
請求項３に係る発明によれば、厚みが１．８ｍｍ以上である母材ガラスを加熱延伸することから、引き取りローラによる引っ張り力を大きく付与させた場合でも、母材ガラスの厚みが大きいために、母材ガラスの両端部に折れ曲がりが生じるのを防止することができる。これにより、母材ガラスよりもガラスフィルムのアスペクト比の方がより高くなるように成形することが可能となり、より薄肉幅広のガラスフィルムを安定して製造することができる。
【００２５】
請求項４に係る発明によれば、前記加熱炉の上方に、前記母材ガラスを支持する支持ローラを備えていることから、母材ガラスを加熱炉に送り込む際に、加熱炉蓋部に形成されたスロットに母材ガラスを安定して適切に誘導することができる。また、加熱炉内においては、所謂煙突効果による上昇気流が発生しているが、支持ローラが母材ガラスを挟持しているため、延伸成形の際に、母材ガラスがばたつくのを防止することができる。これにより、延伸成形後のガラスフィルムに反りやうねりが生じるのを防止することができる。
【００２６】
請求項５に係る発明によれば、前記母材ガラスを前記加熱炉へ送り込む速度の、２〜１００倍の速度で前記母材ガラスを引き取ることから、母材ガラスよりもガラスフィルムのアスペクト比の方がより高くなるように成形することが可能となり、より薄肉幅広のガラスフィルムを製造することができる。
【００２７】
請求項６に係る発明によれば、延伸成形時の前記母材ガラスの粘度が、１０５．５〜１０９．５ｄＰａ・ｓであることから、引き取りローラによる引き取り速度を上げることができる。
【００２８】
請求項７に係る発明によれば、幅が５〜３００ｍｍ、且つ厚みが１〜３０μｍに延伸成形されたガラスフィルムであることから、幅広であるため破断し難く、フラットパネルディスプレイや太陽電池等の電子デバイスのガラス基板等にも使用することができる。
【００２９】
請求項８に係る発明によれば、ガラスフィルムの熱膨張係数が、５０×１０−７／℃以上１００×１０−７／℃以下であることから、ＴｉＯ２薄膜、ＧＩＧＳ薄膜、フリットシール等の周辺部材との熱膨張係数が適合するために、電子デバイスの製造関連処理を行い易くすることができる。
【００３０】
請求項９に係る発明によれば、ガラスフィルムの熱膨張係数が、３０×１０−７／℃以上〜５０×１０−７／℃未満であることから、薄膜Ｓｉ太陽電池や有機ＥＬ等の基板として用いることができる。
【００３１】
請求項１０に係る発明によれば、熱膨張係数が５０×１０−７／℃以上１００×１０−７／℃以下であることから、ＴｉＯ２薄膜、ＧＩＧＳ薄膜、フリットシール等の周辺部材との熱膨張係数が適合するために、電子デバイスの製造関連処理を行い易くすることができる。
【００３２】
請求項１１に係る発明によれば、ガラスフィルムの熱膨張係数が３０×１０−７／℃以上〜５０×１０−７／℃未満であることから、薄膜Ｓｉ太陽電池や有機ＥＬ等の基板として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るガラスフィルムの製造装置の概略図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】支持ローラの拡大側面図である。
【図３】ガラスフィルムの両側端縁部のみを把持する引き取りローラの説明図である。
【図４】従来の薄板ガラスの製造装置の図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明に係るガラスフィルムの製造方法の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３５】
本発明に係るガラスフィルムの製造方法は、図１に示す通り、延伸成形装置（１）に母材ガラス（２）をセットし、加熱炉（３）で加熱を行い、引き取りローラ（４）で延伸することによってガラスフィルム（５）を製造することを特徴とする。
【００３６】
母材ガラス（２）には、主にケイ酸塩ガラスが用いられ、ソーダガラス、ホウ珪酸ガラス、アルミ珪酸ガラス、シリカガラス等、延伸成形可能なガラスであれば、いずれの材料も使用可能である。母材ガラス（２）の材料は、ガラスフィルム（５）が使用される用途によって、適宜選択される。また、母材ガラス（２）として、延伸成形可能な結晶化ガラスを用いることもできる。結晶化ガラスは耐熱性に優れるため、母材ガラス（２）材料として結晶化ガラスを使用することにより、高温の動作温度を必要とする部品として好適に使用することができる。
【００３７】
母材ガラス（２）の幅は、１００ｍｍ以上である。これにより、ガラスフィルム（５）の引き取り速度を上げたとしても、延伸成形後のガラスフィルムの幅を５ｍｍ〜３００ｍｍとすることができる。幅広のガラスフィルムを得るため、母材ガラス（２）の幅は、２００ｍｍ以上が好ましく、４００ｍｍ以上、５００ｍｍ以上、７００ｍｍ以上が順により好ましく、１０００ｍｍ以上であることが最も好ましい。一方、母材ガラス（２）の幅が２０００ｍｍを超えると、延伸成形し難くなるおそれがある。
【００３８】
母材ガラス（２）の厚みは、０．２ｍｍ以上であることを要し、０．３ｍｍ以上が好ましく、０．４ｍｍ以上、０．５ｍｍ以上、０．７ｍｍ以上、１ｍｍ以上がさらに好ましく、１．８ｍｍ以上であることが最も好ましい。引き取りローラ（４）による引っ張りの力は、板幅方向におけるガラスの粘度を考慮して、板幅方向に均等にガラスが伸びるような力がかかるよう制御する必要がある。特に板幅の大きなガラスフィルムを得る場合この制御が重要となる。しかし、ガラスフィルムの幅は母材ガラス（２）よりも狭いため、引き取りローラ（４）による引っ張りの力は母材ガラス（２）の中心部分にかかりやすくなる。そのため加熱された母材ガラス（２）の両端部分は中心部分にひきずられるように折れ曲がる現象が起こる。しかし本発明のガラスフィルムでは、母材ガラス（２）の厚みが大きいため、引き取りローラ（４）によって引っ張り力を大きく付与させても、母材ガラス（２）の両端部が折れ曲がるのを防止することができる。これにより、母材ガラス（２）よりもガラスフィルム（５）のアスペクト比の方がより高くなるように成形することも可能となり、より薄肉幅広のガラスフィルム（５）を製造することができる。一方、母材ガラス（２）の厚みが３ｍｍを超えると、薄肉のガラスフィルム（５）を製造し難くなるおそれがある。
【００３９】
母材ガラス（２）は、ロールアウト法、アップドロー法、フロート法、ダウンドロー法（スロットダウンドロー法、オーバーフローダウンドロー法）等によって、溶融ガラスから直接板状に成形される。また、インゴットから切り出した板ガラスを切断した短冊状ガラスを使用することもできる。特に板ガラスを切断して得られる短冊状ガラスを母材ガラス（２）とすれば、適当な板厚の板ガラスを採用するだけで延伸成形に適した板厚を得ることができる。つまり母材ガラス（２）の板厚調整のための加工を行う必要がなくなり、切断加工や研磨加工を大幅に省略することが可能となる。また、母材ガラス（２）は、オーバーフローダウンドロー法によって成形されていることが好ましい。オーバーフローダウンドロー法によれば、表面に傷の発生がなく、高い表面品位を有する母材ガラス（２）を得ることができるからである。母材ガラス（２）の表面品位が高ければ、後述する延伸成形後のガラスフィルム（５）の表面品位も高くすることが可能となる。
【００４０】
母材ガラス（２）の側面は未加工でもよいが、側面の４隅に対してＣ面取りやＲ面取り等の面取り加工を行ってもよい。
【００４１】
母材ガラス（２）の歪点は、成形後のガラスフィルム（５）に対して施される熱処理工程での処理温度以上の温度であることが好ましい。即ち、成形後のガラスフィルム（５）に対して熱処理が施される場合に、熱処理によるガラスフィルム（５）の熱変形を防止するためである。従って、ガラスフィルム（５）が太陽電池用ガラス基板として使用される場合、ＦＴＯの形成、ＴｉＯ２多孔質体の焼成、ＣＩＧＳ膜の成膜等に高温が必要になるため、母材ガラス（２）の歪点は、５２０℃以上が好ましく、５５０℃以上、５８０℃以上、６００℃以上、６５０℃以上であることがより好ましく、６９０℃以上であることが最も好ましい。
【００４２】
母材ガラス（２）の液相温度は低いことが好ましい。液相温度が低い程、延伸成形の成形温度を低くすることが可能となるからである。具体的には１１５０℃以下が好ましく、１１００℃以下がより好ましく、１０５０℃以下であることが最も好ましい。また、液相温度における母材ガラス（２）の粘度が高い程、リドロー成形が容易となるため、液相温度における粘度は、１０４．０ｄＰａ・ｓ以上が好ましく、１０４．５ｄＰａ・ｓ以上、１０５．０ｄＰａ・ｓ以上、１０５．２ｄＰａ・ｓ以上、１０５．５ｄＰａ・ｓ以上が順により好ましく、１０５．７ｄＰａ・ｓ以上が最も好ましい。
【００４３】
母材ガラス（２）の熱膨張係数は、５０〜１００×１０−７／℃であることが好ましい。これにより、成形後のガラスフィルム（５）を太陽電池用ガラス基板として使用する場合に、ＴｉＯ２多孔質体、ＣＩＧＳ薄膜、フリットシール等の周辺部材の熱膨張係数と適合させることができる。母材ガラス（２）の熱膨張係数は、７０〜９５×１０−７／℃であることがより好ましく、８０〜９０×１０−７／℃であることが最も好ましい。
【００４４】
母材ガラス（２）の熱膨張係数は、３０〜５０×１０−７／℃であることが好ましい。これにより、成形後のガラスフィルムを有機ＥＬや薄膜Ｓｉ太陽電池用基板として用いる場合に、基板上に形成されるＳｉ系のフィルムと熱膨張係数を整合させることができる。母材ガラス（２）の熱膨張係数は、３０〜４５×１０−７／℃であることがより好ましく３０〜４０×１０−７／℃であることが最も好ましい。
【００４５】
母材ガラス（２）の熱膨張係数と、ガラスフィルム（５）が使用される部品の周辺材料の熱膨張係数の差は、±５×１０−７／℃であることが好ましく、±１×１０−７／℃であることが最も好ましい。
【００４６】
図１に示す通り、母材ガラス（２）の上端部を延伸成形装置（１）の固定具（１１）に取着し、加熱炉（３）の方向へと下降させることによって母材ガラス（２）の下端部を加熱炉（３）内に送り込み、母材ガラス（２）を延伸成形可能な温度にまで加熱する。
【００４７】
加熱炉（３）上方には、母材ガラス（２）を一対のローラによって挟持するための支持ローラ（３１）が備えられていることが好ましい。加熱炉（３）上蓋部には、母材ガラス（２）を加熱炉（３）内に挿入するためのスロットが設けられているが、該スロットによる開口部は、加熱炉（３）内の熱を外部に逃がさないようにすることに鑑み、母材ガラス（２）の挿入に必要とする最小限の開口面積に設計されていることから、支持ローラ（３１）により、母材ガラス（２）を加熱炉（３）内に送り込む際に、当該スロットに適切に安定して母材ガラス（２）を誘導することができる。また、加熱炉（３）内においては、所謂煙突効果による上昇気流が発生しているが、支持ローラ（３１）が母材ガラス（２）を挟持しているため、延伸成形の際に、加熱炉（３）において母材ガラス（２）がばたつくのを防止することができる。これにより、延伸成形後のガラスフィルム（５）に反りやうねりが生じるのを防止することができる。
【００４８】
支持ローラ（３１）の直径は、１０〜２００ｍｍが好ましく、１０〜１００ｍｍがより好ましく、１０〜５０ｍｍが最も好ましい。支持ローラ（３１）の直径が１０ｍｍ未満であると、支持ローラ（３１）の回転数が高くなることにより発生する振動等によってガラスフィルム（５）の成形品位が安定し難くなるおそれがある。一方、支持ローラ（３１）の直径が、２００ｍｍより大きいと、母材ガラス（２）を正確に加熱炉（３）に送り込み難くなるおそれがある。
【００４９】
支持ローラ（３１）の幅は、支持する母材ガラス（２）の板幅よりも長いことが好ましい。これにより、支持ローラ（３１）で母材ガラス（２）をより適切に挟持することができる。また、支持ローラ（３１）を母材ガラス（２）の少なくとも両側端部のみを挟持する形態でもよい。
【００５０】
母材ガラス（２）を挟持する支持ローラ（３１）は、図示しない駆動手段によって支持ローラ（３１）の回転速度が母材ガラス（２）の下降速度と同一となるように回転駆動させる形態でもよく、あるいは、図示しないベアリング等の回転手段により、母材ガラス（２）の下降に伴って従動回転駆動させる形態でもよい。
【００５１】
また、図２に示す通り、一対の支持ローラ（３１）の上方に、加熱炉（３）に近づくにつれて、対向離間距離が狭くなるように設計されたガイドローラ（３２）を複数対配置することが好ましい。これにより、母材ガラス（２）の加熱炉（３）への送り込み開始時において、加熱炉（３）内の上昇気流が上蓋部のスロットを通じて上昇する場合でも、適正に支持ローラ（３１）で母材ガラス（２）を把持することが可能となり、スロットに母材ガラス（２）を確実に案内することが可能となる。
【００５２】
加熱炉（３）における加熱温度は、失透結晶（長径１μｍ以上）がガラス中（特にガラス表面中）に析出しない温度とする。具体的には、使用する母材ガラス（２）の失透温度以下の温度である。加熱温度は、使用する母材ガラス（２）の失透温度の５０℃以下が好ましく、１００℃以下がより好ましい。
【００５３】
延伸成形は、母材ガラス（２）の粘度が１０５．５〜１０９．５ｄＰａ・ｓとなる温度で行うことが好ましい。これにより、引き取りローラ（４）によって引き取り速度を上げることができ、薄肉幅広のガラスフィルム（５）を成形することができる。一方、母材ガラス（２）の粘度が１０５．５ｄＰａ・ｓを下回る温度（より高い温度）で延伸成形を行った場合は、寸法精度が低下するおそれがある。また、母材ガラス（２）の粘度が、１０９．５ｄＰａ・ｓを上回る温度（より低い温度）では、粘度が高すぎることによってアスペクト比を大きく変えることが困難となり、薄肉幅広のガラスフィルムを成形し難くなるおそれがある。母材ガラス（７）の粘度が１０６．０〜１０９．０ｄＰａ・ｓ、１０６．５〜１０８．５ｄＰａ・ｓ、１０７．０〜１０８．５ｄＰａ・ｓ、が順により好ましく、１０７．５〜１０８．５ｄＰａ・ｓとなる温度で行うことが最も好ましい。
【００５４】
加熱炉（３）で加熱され、降下してきたガラスフィルム（５）を引き取りローラ（４）によって挟持し、引き取りローラ（４）が回転することによって下方への引っ張り力を付与し、母材ガラス（２）を下方へと延伸成形することによってガラスフィルム（５）を成形する。延伸成形されるガラスフィルム（５）は、幅５０〜３００ｍｍと幅広であるため、引き取りローラ（４）の把持力（押圧力）に起因したガラスフィルム（５）の破断を防止することができる。また、延伸成形部に引っ張り力を効果的に付与させることができ、母材ガラス（２）とガラスフィルム（５）との相似形を変化させて、母材ガラス（２）よりもガラスフィルム（５）のアスペクト比の方が高くなるように成形することが可能となる。
【００５５】
母材ガラス（２）の延伸成形速度については、前記母材ガラス（２）を前記加熱炉（３）に送り込む速度の２〜１００倍の速度で前記母材ガラス（２）を引き取ることが好ましい。これにより、母材ガラス（２）よりもガラスフィルム（５）のアスペクト比の方がより高くなるように成形することが可能となり、より薄肉幅広のガラスフィルム（５）を製造することができる。母材ガラス（２）の延伸成形速度は、５０〜１００倍がより好ましく、７０〜１００倍でであることが最も好ましい。
【００５６】
母材ガラス（２）の幅をＷｍ、厚みをＴｍ、当該母材ガラス（２）の延伸成形後のガラスフィルム（５）の幅をＷｆ、厚みをＴｆとした場合に、下記数１を満たす関係であることが好ましい。これにより、薄板で幅広なガラスフィルム（５）を得ることができる。
【００５７】
（数１）
１≦（Ｗｆ／Ｔｆ）／（Ｗｍ／Ｔｍ）≦１０００
【００５８】
上述の（Ｗｆ／Ｔｆ）／（Ｗｍ／Ｔｍ）は、３以上がより好ましく、５、７、９以上が順により好ましく、１１以上が最も好ましい。また、（Ｗｆ／Ｔｆ）／（Ｗｍ／Ｔｍ）は、５０以下がより好ましく、４０、３０以下が順により好ましく、２０以下が最も好ましい。
【００５９】
引き取りローラ（４）は、図３に示す通り、ガラスフィルム（５）の両側端縁部のみを挟持することが好ましい。本発明による製造方法では、ガラスフィルム（５）を５ｍｍ以上の幅広に成形できるため、ガラスフィルム（５）の両側端縁部のみを挟持することができる。これにより、ガラスフィルム（５）の中央部（有効面）は、延伸成形後に他の部材とは接触しないため、延伸成形時の火造り面を維持することができ、極めて表面品位の高いガラスフィルム（５）を製造することができる。この場合、ガラスフィルム（５）中央部（有効面）の表面粗さＲａは、５ｎｍ以下であることが好ましく、３ｎｍ以下、１ｎｍ以下、０．５ｎｍ以下であることがより好ましく、０．３ｎｍ以下であることが最も好ましい。従って、ガラスフィルム（５）をフラットパネルディスプレイ用ガラス基板等、高い表面品位が要求される用途に使用する場合には、ガラスフィルム（５）の両側端縁部のみを把持する引き取りローラ（４）を使用して延伸成形することが好ましい。
【００６０】
図３は、ガラスフィルム（５）の両側端縁部のみを挟持する引き取りローラ（４）の夫々の実施形態を説明した説明図である。図３は、夫々、引き取りローラ（４）直前におけるガラスフィルム（５）の水平方向の断面を上方（加熱炉（３）側）から見た図である。
【００６１】
図３（ａ）は、１本の軸（４１）に対して、ガラスフィルム（５）の両側端縁部に対応する位置に夫々ローラ部（４２）を接触させ、ガラスフィルム（５）の中央部（有効面）に対応する位置には、軸（４１）のみが配置され、ローラ部（４２）は存在しない形態である。図３（ｂ）は、４つのローラ部（４２）が夫々固有の軸（４１）を有し、片持ちで配置されており、ガラスフィルム（５）の中央部（有効面）に対応する位置には、ローラ部（４２）も軸（４１）も配置されていない形態である。図３（ｃ）は、ローラ部（４２）がガラスフィルム（５）の全幅に対応する位置に配置されているが、ローラ部（４２）は、ガラスフィルム（５）の両側端縁部に対応する位置のみが拡径形成され、フランジ部（４３）を形成しており、当該フランジ部（４３）のみが、ガラスフィルム（５）両側端縁部で接触している。
【００６２】
ガラスフィルム（５）の両側端部を引き取りローラ（４）によって把持する幅は、１ｍｍ〜５０ｍｍであることが好ましい。１ｍｍ未満であると、ガラスフィルム（５）の挟持が不十分となり母材ガラス（２）に適正な引っ張り力を付与させ難くなるおそれがあり、５０ｍｍを超えると、ガラスフィルム（５）の有効面が減少するおそれがある。ガラスフィルム（５）の両側端部を引き取りローラ（４）によって把持する幅は、１０ｍｍ〜３０ｍｍがより好ましく、１０ｍｍ〜２０ｍｍが最も好ましい。
【００６３】
上述の延伸成形方法によって製造されたガラスフィルム（５）は、使用する用途に応じて適宜梱包される。例えば、ガラスフィルム（５）を所定長ごとに切断し、枚葉式に梱包緩衝シートと交互に箱体内部に積層することによって梱包することができる。また、梱包緩衝シート等を挟み込み、オンラインでドラム等に巻き取ることによって、ガラスフィルムのロール体として梱包することも可能である。
【実施例】
【００６４】
以下、本発明のガラスフィルムを実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６５】
（実施例１）母材ガラスとして、日本電気硝子株式会社製ＰＰ−８Ｃ（軟化点８４０℃）の成形体（幅５００ｍｍ、厚み１．８ｍｍ）を準備した。母材ガラスのアスペクト比は、２７８：１である。
【００６６】
母材ガラスを、延伸成形装置にセットし、温度８００〜８５０℃（母材ガラスの粘度１０７．４〜１０８．４ｄＰａ・ｓ）に保持された成形炉の供給口（スロット）から１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で搬入し、引き取りローラによって引き出し口から８００ｍｍ／ｍｉｎで引き出し、幅８０ｍｍ、厚み２５μｍ（アスペクト比３２００：１）のガラスフィルムを得た。尚、本実施例においては、図３（ａ）の引き抜きローラを使用して延伸を行った。ガラスフィルム端部から夫々１０ｍｍの範囲のみ、引き抜きローラによってガラスフィルムを挟持した。
【００６７】
（実施例２）母材ガラスとして、日本電気硝子株式会社製ＯＡ−１０Ｇ（軟化点９４０℃）の成形体（幅２００ｍｍ、厚み０．５ｍｍ、アスペクト比４００）を準備した後、実施例１と同様の粘度条件で延伸成形を行うことにより、幅５０ｍｍ、厚み１０μｍ（アスペクト比５０００）のガラスフィルムを得た。
【００６８】
実施例１で得られたガラスフィルムの、引き抜きローラと接触していない中央部の表面粗さＲａ、及び実施例２で得られたガラスフィルムの中央部の表面粗さＲａを測定した。表面粗さＲａは、Ｖｅｅｃｏ社製ＡＦＭ（Ｎａｎｏｓｃｏｐｅ ＩＩＩ ａ）を用い、スキャンサイズ１０μｍ、スキャンレイト１Ｈｚ、サンプルライン５１２の条件で測定した。Ｒａは、測定範囲１０μｍ四方の測定値から算出した。実施例１のガラスフィルムの中央部の表面粗さＲａは、０．２ｎｍであった。尚、実施例２で得られたガラスフィルム（引き取りローラがガラスフィルムの全体に亘って接触したもの）の中央部の表面粗さＲａは、
１０ｎｍであった。
【００６９】
（比較例）母材ガラスとして、日本電気硝子株式会社製ＯＡ−１０Ｇ（軟化点９４０℃）の成形体（幅５０ｍｍ、厚み１ｍｍ）を準備した。
【００７０】
母材ガラスを、延伸成形装置にセットし、温度９５０〜９８０℃（母材ガラスの粘度１０７．０〜１０７．５ｄＰａ・ｓ）に保持された成形炉の供給口（スロット）から１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で搬入し、引き取りローラによって引き出し口から１１００ｍｍ／ｍｉｎで引き出し、幅１．５ｍｍ、厚み２０μｍのガラスフィルムを製造しようとしたが、引き取りローラの押圧力によってガラスフィルムが頻繁に破断し、安定して製造することができなかった。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、太陽電池、フラットパネルディスプレイ等のガラス基板、スペーサー、隔壁、誘電体等に好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１ 延伸成形装置
１１ 固定具
２ 母材ガラス
３ 加熱炉
３１ 支持ローラ
４ 引き取りローラ
５ ガラスフィルム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
幅が１００ｍｍ以上、且つ厚みが０．２ｍｍ以上である母材ガラスを加熱炉にて加熱し、引き取りローラで延伸することによって、幅が５〜３００ｍｍ、且つ厚みが１〜１５０μｍのガラスフィルムに延伸成形することを特徴とするガラスフィルムの製造方法。
【請求項２】
厚みが１〜３０μｍのガラスフィルムに延伸成形することを特徴とする請求項１に記載のガラスフィルムの製造方法。
【請求項３】
厚みが１．８ｍｍ以上である母材ガラスを加熱し、延伸することを特徴とする請求項１又は２に記載のガラスフィルムの製造方法。
【請求項４】
前記加熱炉上方に、前記母材ガラスを挟持する支持ローラを備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のガラスフィルムの製造方法。
【請求項５】
前記母材ガラスを前記加熱炉へ送り込む速度の、２〜１００倍の速度で前記母材ガラスを引き取ることによって延伸成形することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のガラスフィルムの製造方法。
【請求項６】
延伸成形時の前記母材ガラスの粘度が、１０５．５〜１０９．５ｄＰａ・ｓであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のガラスフィルムの製造方法。
【請求項７】
幅が１００ｍｍ以上、且つ厚みが０．２ｍｍ以上である母材ガラスを加熱炉にて加熱し、幅が５〜３００ｍｍ、且つ厚みが１〜３０μｍに延伸成形されたガラスフィルム。
【請求項８】
熱膨張係数が、５０×１０−７／℃以上１００×１０−７／℃以下であることを特徴とする請求項７に記載のガラスフィルム。
【請求項９】
熱膨張係数が、３０×１０−７／℃以上〜５０×１０−７／℃未満であることを特徴とする請求項７に記載のガラスフィルム。
【請求項１０】
幅５ｍｍ以上、厚みが１〜５０μｍ、熱膨張係数が５０×１０−７／℃以上１００×１０−７／℃以下であることを特徴とするガラスフィルム。
【請求項１１】
幅５ｍｍ以上、厚みが１〜５０μｍ、熱膨張係数が３０×１０−７／℃以上〜５０×１０−７／℃未満であることを特徴とするガラスフィルム。
【請求項１】
幅が１００ｍｍ以上、且つ厚みが０．２ｍｍ以上である母材ガラスを加熱炉にて加熱し、引き取りローラで延伸することによって、幅が５〜３００ｍｍ、且つ厚みが１〜１５０μｍのガラスフィルムに延伸成形することを特徴とするガラスフィルムの製造方法。
【請求項２】
厚みが１〜３０μｍのガラスフィルムに延伸成形することを特徴とする請求項１に記載のガラスフィルムの製造方法。
【請求項３】
厚みが１．８ｍｍ以上である母材ガラスを加熱し、延伸することを特徴とする請求項１又は２に記載のガラスフィルムの製造方法。
【請求項４】
前記加熱炉上方に、前記母材ガラスを挟持する支持ローラを備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のガラスフィルムの製造方法。
【請求項５】
前記母材ガラスを前記加熱炉へ送り込む速度の、２〜１００倍の速度で前記母材ガラスを引き取ることによって延伸成形することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のガラスフィルムの製造方法。
【請求項６】
延伸成形時の前記母材ガラスの粘度が、１０５．５〜１０９．５ｄＰａ・ｓであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のガラスフィルムの製造方法。
【請求項７】
幅が１００ｍｍ以上、且つ厚みが０．２ｍｍ以上である母材ガラスを加熱炉にて加熱し、幅が５〜３００ｍｍ、且つ厚みが１〜３０μｍに延伸成形されたガラスフィルム。
【請求項８】
熱膨張係数が、５０×１０−７／℃以上１００×１０−７／℃以下であることを特徴とする請求項７に記載のガラスフィルム。
【請求項９】
熱膨張係数が、３０×１０−７／℃以上〜５０×１０−７／℃未満であることを特徴とする請求項７に記載のガラスフィルム。
【請求項１０】
幅５ｍｍ以上、厚みが１〜５０μｍ、熱膨張係数が５０×１０−７／℃以上１００×１０−７／℃以下であることを特徴とするガラスフィルム。
【請求項１１】
幅５ｍｍ以上、厚みが１〜５０μｍ、熱膨張係数が３０×１０−７／℃以上〜５０×１０−７／℃未満であることを特徴とするガラスフィルム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−９３７３９（Ｐ２０１１−９３７３９Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４８７０９（Ｐ２００９−２４８７０９）
【出願日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
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