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WO2024034361A1 - ガラス基板 - Google Patents

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WO2024034361A1
WO2024034361A1 PCT/JP2023/026840 JP2023026840W WO2024034361A1 WO 2024034361 A1 WO2024034361 A1 WO 2024034361A1 JP 2023026840 W JP2023026840 W JP 2023026840W WO 2024034361 A1 WO2024034361 A1 WO 2024034361A1
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WO
WIPO (PCT)
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glass substrate
intersection
glass
straight line
substrate according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2023/026840
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English (en)
French (fr)
Inventor
茂輝 澤村
直樹 菅野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
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Priority to CN202380052366.0A priority patent/CN119522199A/zh
Publication of WO2024034361A1 publication Critical patent/WO2024034361A1/ja
Priority to US18/981,323 priority patent/US20250110340A1/en
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Ceased legal-status Critical Current

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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C19/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by mechanical means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
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    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
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    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B2027/0178—Eyeglass type

Definitions

  • the present invention relates to a glass substrate, and particularly to a glass substrate with a high refractive index and high internal transmittance.
  • AR glasses are attracting attention as the next generation of wearable displays. Furthermore, it has been proposed to use a glass substrate for the eyeglass lens portion of AR glasses.
  • a glass substrate for such AR glasses is required to have a high refractive index as a light guiding member and a high internal transmittance for visible light.
  • AR glasses are widely used.
  • One reason for this may be that AR glasses are still expensive devices.
  • glass wafers are manufactured by molding molten glass while cooling it.
  • high refractive index glass is cooled and shaped, there is a problem in that crystallization occurs within the glass during processing.
  • crystallization it is necessary to remelt the glass and remove the crystals, but such a remelting process reduces yield and increases costs.
  • platinum ions may generally enter as a contaminant during the melting of glass raw materials. Such platinum ions have a negative effect on internal permeability. In order to suppress the negative effects of platinum ions, it is necessary to control the valence of platinum ions by heat treatment. However, there is a problem in that such reheat treatment lowers the fictive temperature of the glass.
  • the fictive temperature (Tf) of glass is an index indicating how many quasi-thermal equilibrium states (stable structures) the glass structure corresponds to. Since the stable structure of glass changes depending on the cooling conditions, when the cooling start temperature and cooling rate change, the fictive temperature Tf of the resulting glass changes. In addition, relatively speaking, the lower the fictive temperature Tf of the glass, the higher the specific gravity, and the brittleness of the glass tends to increase.
  • glass substrates for AR glasses with a high refractive index have notches formed at their edges for purposes such as position confirmation when handling the glass substrate during optical component production and wafer position adjustment (alignment adjustment). It is often done.
  • a notch tends to become a starting point for stress concentration, and therefore, the glass substrate for AR glasses tends to be easily damaged during process flow and handling.
  • the above problem is not limited to glass substrates for AR glasses. That is, similar problems can occur in the entire glass substrate that has a high refractive index and internal transmittance and has a stress concentration part such as a notch.
  • the present invention was made in view of this background, and an object of the present invention is to provide a notched glass substrate that is difficult to break even though it has a radius of 75 mm or more.
  • FIG. 2 is a virtual diagram schematically showing the relationship between wavelength and internal transmittance (value converted to a thickness of 10 mm) in two types of transparent members.
  • FIG. 1 is a top view schematically showing an example of a glass substrate according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a side view schematically showing the form of an end portion of a glass substrate according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view schematically showing the form of a first chamfer surface at an end of a glass substrate according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged view schematically showing a notch provided in a glass substrate according to an embodiment of the present invention.
  • a glass substrate according to an embodiment of the present invention has a refractive index n d of 1.800 or more.
  • the refractive index n d is, for example, 1.820 or more, or 1.850 or more, or 1.900 or more, or 1.940 or more, or 1.960 or more, or 2.000 or more. It may be.
  • the refractive index n d represents the refractive index at the d-line of helium (wavelength 587.6 nm).
  • the specific gravity of the first glass substrate is 3.00 or more, for example, in the range of 3.10 to 6.80. It is preferably in the range of 3.40 to 6.60, more preferably in the range of 3.50 to 6.40, even more preferably in the range of 3.60 to 6.30, and even more preferably 4.00. 6.22, more preferably 4.30 to 6.15.
  • the glass substrate according to an embodiment of the present invention has a feature that the wavelength ⁇ 70 determined as described above is 425 nm or less.
  • FIG. 1 is a virtual diagram schematically showing the relationship between wavelength and internal transmittance (value converted to 10 mm thickness) in two types of transparent members (a and b).
  • curve (a) is the internal transmittance profile of the first transparent member
  • curve (b) is the internal transmittance profile of the second member.
  • the second transparent member cannot be said to have a very high internal transmittance for visible light, especially blue light.
  • the first transparent member has a higher internal transmittance for blue light and a higher transmittance for all visible light than the second transparent member. .
  • the wavelength when the internal transmittance of the first transparent member is 70% that is, ⁇ 70 (a)
  • the wavelength when the internal transmittance of the second transparent member is 70% that is, ⁇ 70 (b) is found to be ⁇ 70 (a) ⁇ 425 nm and ⁇ 70 (b)>425 nm.
  • the internal transmittance of a member for visible light can be determined depending on whether ⁇ 70 ⁇ 425 nm is satisfied.
  • a glass substrate according to an embodiment of the present invention satisfies ⁇ 70 ⁇ 425 nm. Therefore, it can be said that the internal transmittance for visible light is high.
  • the glass substrate according to an embodiment of the present invention can be used as a member for which a high refractive index n d and high internal visible light transmittance is required, such as a glass substrate for AR glasses. .
  • Japanese Patent No. 6283512 describes a method of obtaining high transmittance glass by heat treatment in an oxidizing atmosphere, but this method lowers the fictive temperature of the glass.
  • the fictive temperature Tf of the glass affects the brittleness of the glass, and the lower the fictive temperature Tf, the more brittle the glass becomes. Their presence increases the possibility of breakage during manufacturing process flow and handling.
  • the ratio (g/r) of the deviation amount g (mm) of the center of gravity G with respect to the center P and the radius r is suppressed to a range of 0.05% to 1.2%. ing.
  • the glass substrate according to an embodiment of the present invention has a characteristic that it is difficult to break even though the fictive temperature Tf is low. Therefore, in one embodiment of the present invention, a glass substrate having a relatively large size (radius of 75 mm or more) can be manufactured in a healthy state.
  • the glass substrate according to an embodiment of the present invention can be relatively easily made to have a large area, and manufacturing costs can be suppressed. Therefore, the glass substrate according to an embodiment of the present invention can be applied to the eyeglass lens portion of AR glasses as a relatively low-cost member.
  • Glass substrate according to one embodiment of the present invention Glass substrate according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 2 schematically shows an example of a top view of a glass substrate according to an embodiment of the present invention.
  • a glass substrate (hereinafter referred to as "first glass substrate") 100 has a substantially circular shape.
  • the first glass substrate 100 also has a substantially circular first main surface 110 and a substantially circular second main surface 120 (not visible from FIG. 1) that face each other, and both main surfaces 110 and 120. and an end portion 130 in between.
  • a notch 180 is formed in a part of the end portion 130 of the first glass substrate 100.
  • the radius r of the first glass substrate 100 is 75 mm or more, for example, in the range of 75 mm to 160 mm, 85 mm to 135 mm, or 98 mm to 120 mm.
  • the first glass substrate 100 has a refractive index n d of 1.800 or more. Further, the specific gravity of the first glass substrate 100 is 3.00 or more.
  • the first glass substrate 100 when converted to a thickness of 10 mm, has a minimum wavelength ⁇ 70 of 425 nm or less when the internal transmittance becomes 70% in the relationship between the internal transmittance and the wavelength. It has the characteristic that Therefore, the first glass substrate 100 has high internal transmittance for visible light.
  • the ratio (Tf/Tg) of the fictive temperature Tf (°C) to the glass transition temperature Tg (°C) is less than 1.00.
  • Tf/Tg is preferably less than 0.99, more preferably less than 0.98, more preferably less than 0.97, more preferably less than 0.96, and even more preferably less than 0.95.
  • the first glass substrate 100 has a center P and a center of gravity G.
  • the distance between the center P and the center of gravity G (also referred to as the "shift amount g") is selected such that the value of (shift amount g/radius r) is in the range of 0.05% to 1.2%.
  • the value of g/r is preferably in the range of 0.06% to 1.0%.
  • the first glass substrate 100 having such characteristics can be suitably applied as a glass substrate for AR glasses, which requires a high refractive index n d and high internal transmittance for visible light.
  • first glass substrate 100 will be assumed as a glass substrate according to an embodiment of the present invention, and its characteristics will be described. Therefore, when representing each part, the reference numerals shown in FIG. 2 will be used.
  • composition of the first glass substrate 100 is not particularly limited.
  • the first glass substrate 100 may be, for example, silica-based glass, phosphate-based glass, boric acid-based glass, or tellurite-based glass. It is preferable that the silica-based glass contains, for example, 20 mol% or more of SiO 2 . It is preferable that the phosphate glass contains, for example, 20 mol % or more of P 2 O 5 . It is preferable that the boric acid glass contains, for example, 10 mol % or more of B 2 O 3 . It is preferable that the tellurite glass contains, for example, 10 mol% or more of TeO 2 .
  • the first glass substrate 100 may be, for example, silica-based glass, phosphate-based glass, boric acid-based glass, or tellurite-based glass.
  • the first glass substrate 100 may contain at least one of the group consisting of TiO 2 , Nb 2 O 5 , Bi 2 O 3 , La 2 O 3 , and Gd 2 O 3 as a high refractive index component.
  • the total amount of TiO 2 , Nb 2 O 5 , Bi 2 O 3 , La 2 O 3 , and Gd 2 O 3 ranges from 1 mol% to 80 mol%, for example.
  • the total amount of these is preferably in the range of 5 mol% to 75 mol%, more preferably in the range of 10 mol% to 70 mol%, and more preferably in the range of 15 mol% to 65 mol%, from the viewpoint of high refractive index, strength characteristics, and manufacturing characteristics. is even more preferable.
  • the total amount of iron, chromium, and nickel is preferably less than 8 ppm in mass ratio, more preferably less than 6 ppm in mass ratio, and less than 4 ppm in mass ratio. It is even more preferable that there be.
  • the first glass substrate 100 substantially not contain arsenic, lead, and antimony.
  • the first glass substrate 100 has an end portion 130 in which a notch 180 is formed.
  • FIG. 3 schematically shows a configuration example of the side surface of the end portion 130 of the first glass substrate 100.
  • the end portion 130 has a side region 135, a first chamfer surface 138, and a second chamfer surface 139.
  • the "side area” refers to the entire portion of the end portion 130 that is closer to the outer end than the first chamfer surface 138 and the second chamfer surface 139.
  • the end portion 130 preferably has the following configuration.
  • the side region 135 and the first chamfer surface 138 have a boundary O. In other words, the first chamfer surface 138 is joined to the side region 135 at the boundary O. Further, the first chamfer surface 138 and the first main surface 110 have a boundary S. In other words, the first chamfer surface 138 is joined to the first major surface 110 at the boundary S.
  • second chamfer surface 139 is also joined to the side region 135 at the boundary O2. Further, second chamfer surface 139 is joined to second main surface 120 at boundary S2.
  • FIG. 4 shows an enlarged view of the first chamfer surface 138.
  • FIG. 4 shows a side view of the first glass substrate 100 when a bisector L passing through the center of the thickness t of the first glass substrate 100 is drawn, and a shape above the bisector L. is shown schematically.
  • the direction is along the first main surface 110 of the first glass substrate 100 and extends perpendicularly to the target end 130 of the first glass substrate 100.
  • the direction in which the object exists is the X axis.
  • the thickness direction of the first glass substrate 100 is defined as the Y axis.
  • the boundary O between the first chamfer surface 138 and the side region 135 is defined as the origin O of the X-axis and the Y-axis.
  • the value of the Y-axis of the boundary S (also referred to as “intersection S") between the first chamfer surface 138 and the first main surface 110 is C ( ⁇ m).
  • the end portion 130 of the first glass substrate 100 is configured such that C satisfies (t/5) ⁇ C ⁇ (t/3).
  • first chamfer surface 138 is preferably configured to be included in the region Q.
  • first chamfer surface 138 is preferably configured to have a profile in which the Y-axis value monotonically increases from the origin O toward the intersection S within the region Q.
  • first chamfer surface 138 When the first chamfer surface 138 is configured in this way, stress concentration on the end portion 130 can be significantly reduced when the first glass substrate 100 is handled. Therefore, the possibility that the first glass substrate will be damaged starting from a location other than the notch 180 can also be significantly reduced.
  • the preferred shape of the first chamfer surface 138 has been described.
  • the second chamfer surface 139 may have such a shape.
  • the direction is along the second main surface 120 of the first glass substrate 100 and extends perpendicularly to the target end 130 of the first glass substrate 100.
  • the thickness direction of the first glass substrate 100 is defined as the Y axis.
  • the boundary O2 between the second chamfer surface 139 and the side region 135 is set as the origin of the X-axis and the Y-axis.
  • the second chamfer surface 139 has a C2 of (t/5 ) ⁇ C2 ⁇ (t/3).
  • the second chamfer surface 139 is preferably configured to be included in the region Q2.
  • the second chamfer surface 139 is configured to have a profile in which the Y-axis value monotonically increases from the origin O2 toward the intersection S2 within the region Q2.
  • the first glass substrate 100 has a notch 180.
  • FIG. 5 shows a schematic enlarged view of the notch 180.
  • the notch 180 has a notch tip 182.
  • the radius of the notch tip 182 (hereinafter referred to as “notch tip radius R") is, for example, in the range of 1.2 mm to 3.5 mm.
  • the notch 180 has an opening angle A.
  • the aperture angle A is, for example, in the range of 80° to 150°, preferably in the range of 84° to 145°, more preferably in the range of 85° to 140°, and more preferably in the range of 86° to 130°. More preferably, the angle is in the range 89° to 125°.
  • the first glass substrate 100 may have a specific elastic modulus in the range of 8 MNm/kg to 35 MNm/kg, for example, in the range of 10 MNm/kg to 30 MNm/kg, preferably in the range of 11 MNm/kg to 29 MNm/kg. It has a specific modulus of elasticity within a range.
  • the first glass substrate 100 may have a thickness t in the range of 0.1 mm to 1.0 mm.
  • first main surface 110 and/or the second main surface 120 of the first glass substrate 100 may have a surface roughness (arithmetic mean roughness Ra) of 10 nm or less.
  • the first glass substrate 100 may have a TTV (Total Thickness Variation) of 10 ⁇ m or less.
  • TTV represents the difference between the maximum height and minimum height from the back surface of the sample, which is measured with the back surface of the sample adsorbed on a flat chuck surface.
  • the first glass substrate 100 may have a BOW (height of the center surface of the substrate) of 100 ⁇ m or less, preferably 50 ⁇ m or less.
  • BOW represents the height of the central plane of the sample in a free state (non-fixed state) with respect to the reference plane.
  • the reference plane is the center point within the standard application area, and the distance from there to the sample center plane is measured.
  • the first glass substrate 100 has a warpage determined from the root mean square plane of 100 ⁇ m or less, preferably 50 ⁇ m or less, more preferably 45 ⁇ m or less, still more preferably 40 ⁇ m or less, and most preferably 35 ⁇ m or less. It may be.
  • Examples of the present invention will be described below. In the following description, Examples 1 to 15 are examples, and Examples 21 to 23 are comparative examples.
  • Example 1 A glass substrate was manufactured by the following method.
  • a glass raw material weighed so as to have a desired glass composition was put into a melting furnace to obtain a glass melt.
  • the obtained glass melt was stirred and homogenized.
  • the glass melt was molded into a mold to obtain the desired glass block.
  • a stainless steel mold was used as the mold.
  • the formed glass was conveyed by rollers and slowly cooled in a slow cooling furnace.
  • the annealing speed is controlled by adjusting the annealing temperature and conveyance speed to prevent the glass plate from cracking.
  • the slow cooling conditions here determine the fictive temperature Tf of the glass.
  • the obtained glass block was shaped, it was cut into a disk shape and sliced. After slicing, the end face of the glass plate is lapped to a predetermined thickness using a CNC (Computerized Numerical Control). The end face has been processed. Thereafter, the diamond wheel grindstone was replaced with a notch wheel grindstone to process the portion corresponding to the notch to form a notch.
  • a CNC Computerized Numerical Control
  • a glass substrate with a diameter of 150 mm was obtained by polishing the main surface of the glass.
  • the thickness of the glass substrate was 0.5 mm.
  • glass substrate 1 The manufactured glass substrate is hereinafter referred to as "glass substrate 1."
  • Example 2 to Example 15 A glass substrate was manufactured in the same manner as in Example 1.
  • the manufactured glass substrates are hereinafter referred to as “glass substrate 2" to “glass substrate 15,” respectively.
  • Example 21 A glass substrate was manufactured in the same manner as in Example 1.
  • Example 21 the raw material composition, cooling conditions, etc. were changed from those in Example 1, and a glass substrate was manufactured.
  • glass substrate 21 The manufactured glass substrate is hereinafter referred to as "glass substrate 21.”
  • Example 22 to Example 23 A glass substrate was manufactured in the same manner as in Example 21.
  • the manufactured glass substrates are respectively referred to as “glass substrate 22" to “glass substrate 23.”
  • Table 2 shows the evaluation results obtained for each glass substrate.
  • Table 2 lists the "refractive index n d ", "specific gravity”, “glass transition temperature Tg”, “fictive temperature Tf”, “Tf/Tg”, “ ⁇ 70 “, "shift amount g/radius” for each glass substrate.
  • r “shape of first chamfer surface”, “shape of second chamfer surface”, “notch opening angle A”, “notch tip radius R”, “specific modulus of elasticity”, “surface roughness “Ra”, “TTV”, “BOW”, “warpage”, “Young's modulus E”, “handling operability”, etc. are collectively shown.
  • the "refractive index n d " was measured by the V block method using KPR-4000.
  • the aforementioned glass substrate (for example, glass substrate 1) is cut into a size of 20 mm x 20 mm x 1 mm to produce a glass piece.
  • the glass piece is heated to a predetermined heat treatment temperature in a reducing atmosphere, held for 2 hours, and then rapidly cooled to room temperature.
  • This heat treatment is performed at different heat treatment temperatures to produce four glass pieces (samples for evaluation) with different thermal histories.
  • the refractive index n d of each evaluation sample is measured. Furthermore, a relational expression between the heat treatment temperature and the refractive index n d is determined from the four evaluation samples. Using the obtained relational expression, the corresponding heat treatment temperature is determined from the refractive index n d measured on the glass substrate 1, and this is set as the fictive temperature Tf.
  • the fictive temperature Tf was determined for other glass substrates using the same method.
  • ⁇ 70 was evaluated using a spectrophotometer (U-4100, manufactured by Hitachi High-Technologies).
  • Amount of deviation g/radius r was calculated by setting the distance between the center P and the center of gravity G of the glass substrate as the amount of deviation g, and dividing this amount of deviation g by the radius r of the glass substrate.
  • device amount g/radius r was determined by round marks ( ⁇ ). That is, the case where the value of the deviation amount g/radius r was within the range of 0.05% to 1.2% was determined to be “ ⁇ ”, and the case where it was not, was determined to be "x".
  • the "shape of the first chamfer surface” and “shape of the second chamfer surface” were determined by round marks ( ⁇ ). That is, if the shape of the first chamfer surface is included in the region Q defined as described above and has a profile that increases monotonically from the origin O to the intersection S, it is determined as " ⁇ ". If not, it was judged as " ⁇ ". The same applies to the "shape of the second chamfer surface".
  • the "specific elastic modulus" of each glass substrate was calculated by dividing the Young's modulus measured using the ultrasonic pulse method by the specific gravity (density) obtained using the Archimedes method.
  • surface roughness Ra represents the arithmetic mean roughness Ra measured on the first surface of each glass substrate.
  • surface roughness Ra is defined by JIS B0601 (2001). In this application, measurements were made in a 10 ⁇ m ⁇ 10 ⁇ m area of a glass substrate using an atomic force microscope (AFM).
  • TTV means the difference between the maximum plate thickness and the minimum plate thickness in the entire area of the glass substrate. "TTV” was measured using a laser displacement meter or an optical interferometer.
  • BOW means the height of the center of the glass substrate from the reference plane. "BOW” was measured using an optical interferometer.
  • the "warpage" of the glass substrate was measured using a laser displacement meter or an optical interferometer.
  • the "Young's modulus" of the glass substrate was measured using the ultrasonic pulse method.
  • the present invention may have the following aspects.
  • the glass substrate according to aspect 1, wherein the first chamfer surface has a profile in which the Y-axis value
  • the glass substrate includes at least one of the group consisting of TiO 2 , Nb 2 O 5 , Bi 2 O 3 , La 2 O 3 , and Gd 2 O 3 according to any one of aspects 1 to 3. glass substrate.
  • first glass substrate 110 first main surface 120 second main surface 130 end 135 side region 138 first chamfer surface 139 second chamfer surface 180 notch 182 notch tip

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Abstract

相互に対向する第１および第２の主表面と、両主表面の間の端部とを有し、前記端部の一部にノッチを有する円形のガラス基板であって、比重が３．００以上であり、半径ｒが７５ｍｍ以上であり、屈折率ｎｄが１．８００以上であり、仮想温度Ｔｆ（℃）とガラス転移温度Ｔｇ（℃）の比（Ｔｆ／Ｔｇ）が１．００未満であり、１０ｍｍ厚さに換算して、波長に対する内部透過率の関係において、前記内部透過率が７０％となるときの最低の波長をλ７０としたとき、該λ７０が４２５ｎｍ以下であり、上面視、当該ガラス基板の中心Ｐに対する当該ガラス基板の重心Ｇのずれ量ｇ（ｍｍ）と半径ｒの比（ｇ／ｒ）が０．０５％～１．２％の範囲である、ガラス基板。

Description

ガラス基板
　本発明は、ガラス基板に関し、特に高屈折率および高内部透過率のガラス基板に関する。
　次世代のウェアラブルディスプレイとして、ＡＲグラスが注目されている。また、ＡＲグラスのメガネレンズ部分に、ガラス基板を用いることが提案されている。
　そのようなＡＲグラス用のガラス基板には、導光部材としての高い屈折率と、可視光に対する高い内部透過率が要求される。
国際公開第２０１９／０８２６１６号
　今のところ、ＡＲグラスは広く普及しているとは言い難い。この一因として、ＡＲグラスが依然として高額な装置であることが考えられる。ＡＲグラスのさらなる普及のためには、製造コストをさらに抑制する必要がある。
　このような観点から、ＡＲグラスのメガネレンズ部分に使用されるガラス基板についても、低コスト化が望まれている。また、そのようなニーズに応えるため、ガラス基板の元となるガラスウェハサイズを大面積化（例えば、半径７５ｍｍ以上と）することにより、製造コストを抑制することが考えられる。
　しかしながら、高い屈折率および高い内部透過率を有するガラスウェハを大面積化することは、簡単ではない。
　例えば、ガラスウェハは、溶融ガラスを冷却しながら成形することにより製造される。しかしながら、高屈折率のガラスを冷却、成形した場合、処理中にガラス内で結晶化が生じるという問題がある。結晶化が生じた場合、ガラスを再溶融して、結晶を除去する必要があるが、そのような再溶融処理は、歩留まりを低下させコストアップの要因となる。
　また、一般に、ガラス原料の溶解中に、白金イオンがコンタミ成分として侵入する場合がある。そのような白金イオンは、内部透過率に悪影響を及ぼす。白金イオンの悪影響を抑制するためには、熱処理により、白金イオンの価数を制御する必要がある。しかしながら、そのような再熱処理によって、ガラスの仮想温度が低下してしまうという問題がある。
　ここで、ガラスの仮想温度（Ｔｆ）とは、ガラス構造が何度の準熱平衡状態（安定構造）に対応しているかを示す指標である。ガラスは、冷却条件によって安定構造が変化するため、冷却開始温度および冷却速度が変化した場合、得られるガラスの仮想温度Ｔｆが変化する。また、相対的には、仮想温度Ｔｆが低いガラスほど、比重が大きくなり、ガラスの脆さ（Ｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓ）が上昇する傾向にある。
　従って、前述のような再熱処理を実施した場合、ガラスの仮想温度Ｔｆが低下し、その結果、ガラスの脆さが高まるという問題がある。
　特に、屈折率の高いＡＲグラス用のガラス基板には、光学部品作製中にガラス基板をハンドリングする際の位置確認、およびウェハの位置調整（アライメント調整）などの目的で、端部にノッチが形成されている場合が多い。しかしながら、そのようなノッチは、応力集中の起点となりやすく、このため、ＡＲグラス用のガラス基板は、工程流動中およびハンドリングの際に破損しやすい傾向にある。
　従って、ＡＲグラス用のガラス基板においては、ガラスの仮想温度Ｔｆが低下した場合、前述のような破損の問題がより顕著になるおそれがある。
　なお、上記の問題は、ＡＲグラス用のガラス基板に限られない。すなわち、屈折率および内部透過率が高く、ノッチのような応力集中部を有するガラス基板全体において、同様の問題が生じ得る。
　本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、本発明では、半径７５ｍｍ以上の寸法を有するものの、破損が生じ難いノッチ入りガラス基板を提供することを目的とする。
　本発明では、
　相互に対向する第１および第２の主表面と、両主表面の間の端部とを有し、前記端部の一部にノッチを有する円形のガラス基板であって、
　比重が３．００以上であり、
　半径ｒが７５ｍｍ以上であり、
　屈折率ｎｄが１．８００以上であり、
　仮想温度Ｔｆ（℃）とガラス転移温度Ｔｇ（℃）の比（Ｔｆ／Ｔｇ）が１．００未満であり、
　１０ｍｍ厚さに換算して、波長に対する内部透過率の関係において、前記内部透過率が７０％となるときの最低の波長をλ７０としたとき、該λ７０が４２５ｎｍ以下であり、
　上面視、当該ガラス基板の中心Ｐに対する当該ガラス基板の重心Ｇのずれ量ｇ（ｍｍ）と半径ｒの比（ｇ／ｒ）が０．０５％～１．２％の範囲である、ガラス基板が提供される。
　本発明では、半径７５ｍｍ以上の寸法を有するものの、破損が生じ難いノッチ入りガラス基板を提供することができる。
２種類の透明部材における波長と内部透過率（１０ｍｍ厚さに換算した値）の関係を模式的に示した仮想図である。 本発明の一実施形態によるガラス基板の一例を模式的に示した上面図である。 本発明の一実施形態によるガラス基板の端部の形態を模式的に示した側面図である。 本発明の一実施形態によるガラス基板の端部における第１のチャンファー面の形態を模式的に示した側面図である。 本発明の一実施形態によるガラス基板に設けられたノッチを模式的に示した拡大図である。
　以下、本発明の一実施形態について説明する。
　本発明の一実施形態では、
　相互に対向する第１および第２の主表面と、両主表面の間の端部とを有し、前記端部の一部にノッチを有する円形のガラス基板であって、
　比重が３．００以上であり、
　半径ｒが７５ｍｍ以上であり、
　屈折率ｎｄが１．８００以上であり、
　仮想温度Ｔｆ（℃）とガラス転移温度Ｔｇ（℃）の比（Ｔｆ／Ｔｇ）が１．００未満であり、
　１０ｍｍ厚さに換算して、波長に対する内部透過率の関係において、前記内部透過率が７０％となるときの最低の波長をλ７０としたとき、該λ７０が４２５ｎｍ以下であり、
　上面視、当該ガラス基板の中心Ｐに対する当該ガラス基板の重心Ｇのずれ量ｇ（ｍｍ）と半径ｒの比（ｇ／ｒ）が０．０５％～１．２％の範囲である、ガラス基板が提供される。
　本発明の一実施形態によるガラス基板は、１．８００以上の屈折率ｎｄを有する。屈折率ｎｄは、例えば、１．８２０以上、または１．８５０以上であり、または１．９００以上であり、または１．９４０以上であり、または１．９６０以上であり、または２．０００以上であってもよい。
なお、本願において、屈折率ｎｄは、ヘリウムのｄ線（波長５８７．６ｎｍ）における屈折率を表す。
　また、第１のガラス基板の比重は、３．００以上であり、例えば、例えば、３．１０～６．８０の範囲である。好ましくは３．４０～６．６０の範囲であり、より好ましくは３．５０～６．４０の範囲であり、さらに好ましくは３．６０～６．３０の範囲であり、さらに好ましくは４．００～６．２２の範囲であり、さらに好ましくは４．３０～６．１５の範囲である。
　また、本発明の一実施形態によるガラス基板は、前述のように定められる波長λ７０が４２５ｎｍ以下であるという特徴を有する。
　以下、図１を参照して、係る特徴について説明する。
　図１は、２種類の透明部材（ａおよびｂ）における波長と内部透過率（１０ｍｍ厚さに換算した値）の関係を模式的に示した仮想図である。図１において、曲線（ａ）は、第１の透明部材の内部透過率プロファイルであり、曲線（ｂ）は、第２の部材の内部透過率プロファイルである。
　図１（ｂ）に示すように、第２の透明部材は、可視光、特に青色光に対する内部透過率があまり高いとは言えない。一方、図１（ａ）に示すように、第１の透明部材では、第２の透明部材に比べて、青色光に対する内部透過率が高く、可視光全体に対して透過率が高くなっている。
　ここで、図１から、第１の透明部材の内部透過率が７０％となるときの波長、すなわちλ７０（ａ）、および第２の透明部材の内部透過率が７０％となるときの波長、すなわちλ７０（ｂ）を求めると、λ７０（ａ）≦４２５ｎｍ、およびλ７０（ｂ）＞４２５ｎｍとなっている。
　このことから、λ７０≦４２５ｎｍを満たすかどうかにより、可視光に対する部材の内部透過率の優劣を判断することができることがわかる。
　本発明の一実施形態によるガラス基板は、λ７０≦４２５ｎｍを満たす。従って、可視光に対する内部透過率が高いと言える。
　上記のような特徴から、本発明の一実施形態によるガラス基板は、高い屈折率ｎｄおよび高い内部可視光透過率が要求される部材、例えば、ＡＲグラス用のガラス基板として使用することができる。
　ガラスの透過率を向上させる手法として、例えば、特許第６２８３５１２号には酸化性雰囲気による熱処理によって高透過ガラスを得る方法について記載されているが、この手法ではガラスの仮想温度が低下する。前述のように、ガラスの仮想温度Ｔｆは、ガラスの脆さに影響し、仮想温度Ｔｆが低いほど、ガラスの脆さは高まる傾向にあるため、脆い傾向にある高屈折率ガラスは、ノッチの存在により、製造工程流動中やハンドリングの際に破損する可能性が高くなる。
　しかしながら、本発明の一実施形態によるガラス基板では、中心Ｐに対する重心Ｇのずれ量ｇ（ｍｍ）と半径ｒの比（ｇ／ｒ）が０．０５％～１．２％の範囲に抑制されている。
　従って、本発明の一実施形態では、ガラス基板に対して、回転およびスピンのような操作を実施した際に、中心Ｐからの重心Ｇのずれによって偏った遠心力が生じ、ノッチを起点としてガラス基板に破損が生じるという問題が有意に抑制できる。
　本発明の一実施形態によるガラス基板は、仮想温度Ｔｆが低いにも関わらず、破損が生じ難いという特徴を有する。従って、本発明の一実施形態では、比較的大きな寸法（半径７５ｍｍ以上）のガラス基板を健全な状態で製造することができる。
　また、本発明の一実施形態によるガラス基板は、大面積化が比較的容易であり、製造コストの抑制が可能である。従って、本発明の一実施形態によるガラス基板は、比較的低コストな部材として、ＡＲグラスのメガネレンズ部分に適用することができる。
　（本発明の一実施形態によるガラス基板）
　次に、図２を参照して、本発明の一実施形態によるガラス基板の構成および特徴について、より詳しく説明する。
　図２には、本発明の一実施形態によるガラス基板の上面図の一例を模式的に示す。
　図２に示すように、本発明の一実施形態によるガラス基板（以下「第１のガラス基板」と称する）１００は、略円形の形状を有する。
　また、第１のガラス基板１００は、相互に対向する略円形の第１の主表面１１０および略円形の第２の主表面１２０（図１からは視認できない）と、両主表面１１０、１２０の間の端部１３０とを有する。
　第１のガラス基板１００の端部１３０の一部には、ノッチ１８０が形成されている。
　第１のガラス基板１００の半径ｒは、７５ｍｍ以上であり、例えば、７５ｍｍ～１６０ｍｍ、８５ｍｍ～１３５ｍｍ、または９８ｍｍ～１２０ｍｍの範囲である。
　第１のガラス基板１００は、１．８００以上の屈折率ｎｄを有する。また、第１のガラス基板１００の比重は、３．００以上である。
　また、第１のガラス基板１００は、前述のように、１０ｍｍ厚さに換算した場合、波長に対する内部透過率の関係において、内部透過率が７０％となるときの最小の波長λ７０が４２５ｎｍ以下であるという特徴を有する。従って、第１のガラス基板１００は、可視光に対して高い内部透過率を有する。
　第１のガラス基板１００において、ガラス転移温度Ｔｇ（℃）に対する仮想温度Ｔｆ（℃）の比（Ｔｆ／Ｔｇ）は、１．００未満である。Ｔｆ／Ｔｇは、０．９９未満が好ましく、０．９８未満がより好ましく、０．９７未満がより好ましく、０．９６未満がより好ましく、０．９５未満がさらに好ましい。
　図２に示すように、第１のガラス基板１００は、中心Ｐおよび重心Ｇを有する。中心Ｐと重心Ｇの間の距離（「ずれ量ｇ」とも称する）は、（ずれ量ｇ／半径ｒ）の値が０．０５％～１．２％の範囲となるように選定される。ｇ／ｒの値は、０．０６％～１．０％の範囲であることが好ましい。
　ｇ／ｒの値を０．０５％～１．２％の範囲とすることにより、第１のガラス基板１００がノッチ１８０を起点として破損することを有意に抑制することができる。
　このような特徴を有する第１のガラス基板１００は、高い屈折率ｎｄおよび可視光に対する高い内部透過率が要求されるＡＲグラス用のガラス基板として好適に適用できる。
　（本発明の一実施形態によるガラス基板のその他の特徴）
　次に、本発明の一実施形態によるガラス基板のその他の特徴について説明する。
　なお、ここでは、明確化のため、本発明の一実施形態によるガラス基板として、前述の第１のガラス基板１００を想定し、その特徴について説明する。従って、各部分を表す際には、図２に示した参照符号を使用する。
　（組成）
　第１のガラス基板１００の組成は、特に限られない。
　第１のガラス基板１００は、例えば、シリカ系ガラス、リン酸系ガラス、ホウ酸系ガラス、またはテルライト系ガラスであってもよい。シリカ系ガラスは、例えば、ＳｉＯ２を２０ｍｏｌ％以上含有することが好ましい。リン酸系ガラスは、例えばＰ２Ｏ５を２０ｍｏｌ％以上含有することが好ましい。ホウ酸系ガラスは、例えばＢ２Ｏ３を１０ｍｏｌ％以上含有することが好ましい。テルライト系ガラスは、例えば、ＴｅＯ２を１０ｍｏｌ％以上含有することが好ましい。
　第１のガラス基板１００は、例えば、シリカ系ガラス、リン酸系ガラス、ホウ酸系ガラス、またはテルライト系ガラスであってもよい。
　第１のガラス基板１００は、高屈折率成分として、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、およびＧｄ２Ｏ３からなる群の少なくとも一つを含んでもよい。
　ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、およびＧｄ２Ｏ３の総量は、例えば、１ｍｏｌ％～８０ｍｏｌ％の範囲である。これらの総量は、高屈折率化、強度特性および製造特性の観点から、５ｍｏｌ％～７５ｍｏｌ％の範囲であることが好ましく、１０ｍｏｌ％～７０ｍｏｌ％の範囲がより好ましく、１５ｍｏｌ％～６５ｍｏｌ％の範囲がさらに好ましい。
　なお、第１のガラス基板１００は、鉄、クロム、およびニッケルの合計量が、質量比で８ｐｐｍ未満であることが好ましく、質量比で６ｐｐｍ未満であることがより好ましく、質量比で４ｐｐｍ未満であることがさらに好ましい。
　着色性の遷移金属である鉄、クロム、およびニッケルの合計量を、質量比で８ｐｐｍ未満とすることにより、第１のガラス基板１００における可視光の内部透過率の低下を有意に抑制できる。
　また、環境負荷の観点から、第１のガラス基板１００は、ヒ素、鉛、およびアンチモンを実質的に含まないことが好ましい。
　（端部形状）
　第１のガラス基板１００は、ノッチ１８０が形成された端部１３０を有する。
　図３には、第１のガラス基板１００の端部１３０の側面の一構成例を模式的に示す。
　図３に示すように、端部１３０は、側面領域１３５、第１のチャンファー面１３８および第２のチャンファー面１３９を有する。
　なお、本願において、「側面領域」とは、端部１３０のうち第１のチャンファー面１３８および第２のチャンファー面１３９よりも外端に近い部分全体を意味する。
　端部１３０は、以下のような構成を有することが好ましい。
　側面領域１３５と第１のチャンファー面１３８は、境界Ｏを有する。換言すれば、第１のチャンファー面１３８は、境界Ｏで側面領域１３５と接合されている。また、第１のチャンファー面１３８と第１の主表面１１０は、境界Ｓを有する。換言すれば、第１のチャンファー面１３８は、境界Ｓで第１の主表面１１０と接合されている。
　同様に、第２のチャンファー面１３９も、境界Ｏ２で側面領域１３５と接合されている。また、第２のチャンファー面１３９は、境界Ｓ２で第２の主表面１２０と接合されている。
　図４には、第１のチャンファー面１３８の拡大図を示す。
　図４には、第１のガラス基板１００の厚さｔの中心を通る２等分線Ｌを引いた際の、第１のガラス基板１００の側面視、２等分線Ｌよりも上側の形状が模式的に示されている。
　図４に示すように、上面視、第１のガラス基板１００の第１の主表面１１０に沿った方向であって、第１のガラス基板１００の対象とする端部１３０に対して垂直に延在する方向をＸ軸とする。また、第１のガラス基板１００の厚さ方向をＹ軸とする。さらに、第１のチャンファー面１３８と側面領域１３５との境界Ｏを、Ｘ軸とＹ軸の原点Ｏとする。
　また、第１のチャンファー面１３８と第１の主表面１１０との境界Ｓ（「交点Ｓ」とも称する）のＹ軸の値をＣ（μｍ）とする。
　この場合、第１のガラス基板１００の端部１３０は、Ｃが、（ｔ／５）≦Ｃ≦（ｔ／３）を満たすように構成される。
　また、第１のチャンファー面１３８は、領域Ｑに含まれるように構成されることが好ましい。
　ここで、領域Ｑは、原点Ｏと交点Ｓ’を結ぶ直線ＬＬ１、ｙ＝Ｃの直線、および原点Ｏと交点Ｓを結ぶ直線ＬＬ２で囲まれた領域を表す。
　ただし、直線ＬＬ１は、
 
　　ｙ＝（Ｃ／２０）・ｘ　　　　　　　　　（１）式
 
　で表され、
　直線ＬＬ２は、
 
　　ｙ＝（Ｃ／４５８）・ｘ　　　　　　　　（２）式
 
で表される。
　また、交点Ｓ’は、直線ＬＬ１とｙ＝Ｃの直線の交点であり、その座標は（Ｘ１，Ｃ）で表される。一方、交点Ｓは、直線ＬＬ２とｙ＝Ｃの直線の交点であり、その座標は（Ｘ２，Ｃ）で表される。ただし、５＜Ｘ１＜５０であり、３５０＜Ｘ２＜５００である。
　さらに、第１のチャンファー面１３８は、領域Ｑ内で、原点Ｏから交点Ｓに向かって、Ｙ軸の値が単調に増加するプロファイルを有するように構成されることが好ましい。
　第１のチャンファー面１３８をこのように構成した場合、第１のガラス基板１００のハンドリング操作の際に、端部１３０への応力集中を有意に軽減することができる。従って、第１のガラス基板がノッチ１８０以外の箇所を起点として破損する可能性も、有意に低下させることができる。
　なお、上記記載では、第１のチャンファー面１３８の好適形状について説明した。しかしながら、これとは別に、またはこれに加えて、第２のチャンファー面１３９がそのような形状を有してもよい。
　この場合、上面視、第１のガラス基板１００の第２の主表面１２０に沿った方向であって、第１のガラス基板１００の対象とする端部１３０に対して垂直に延在する方向をＸ軸とする。また、第１のガラス基板１００の厚さ方向をＹ軸とする。さらに、第２のチャンファー面１３９と側面領域１３５との境界Ｏ２を、Ｘ軸とＹ軸の原点とする。
　また、第２のチャンファー面１３９と第２の主表面１２０との交点Ｓ２のＹ軸の値をＣ２（μｍ）としたとき、第２のチャンファー面１３９は、Ｃ２が、（ｔ／５）≦Ｃ２≦（ｔ／３）を満たすように構成される。
　また、第２のチャンファー面１３９は、領域Ｑ２に含まれるように構成されることが好ましい。
　ここで、領域Ｑ２は、原点Ｏ２と交点Ｓ２’を結ぶ直線ＬＲ１、ｙ＝Ｃ２の直線、および原点Ｏ２と交点Ｓ２を結ぶ直線ＬＲ２で囲まれた領域を表す。
　ただし、直線ＬＲ１は、
 
　　ｙ＝（Ｃ２／２０）・ｘ　　　　　　　　　（３）式
 
　で表され、
　直線ＬＲ２は、
 
　　ｙ＝（Ｃ２／４５８）・ｘ　　　　　　　　（４）式
 
で表される。
　また、交点Ｓ２’は、直線ＬＲ１とｙ＝Ｃ２の直線の交点であり、その座標は（Ｘ３，Ｃ２）で表される。一方、交点Ｓ２は、直線ＬＲ２とｙ＝Ｃ２の直線の交点であり、その座標は（Ｘ４，Ｃ２）で表される。ただし、５＜Ｘ３＜５０であり、３５０＜Ｘ４＜５００である。
　また、第２のチャンファー面１３９は、領域Ｑ２内で、原点Ｏ２から交点Ｓ２に向かって、Ｙ軸の値が単調に増加するプロファイルを有するように構成される。
　第２のチャンファー面１３９をこのように構成した場合も、第１のガラス基板がノッチ１８０以外の箇所を起点として破損する可能性を、有意に低下させることができる。
　（ノッチ１８０）
　第１のガラス基板１００は、ノッチ１８０を有する。
　図５には、ノッチ１８０の模式的な拡大図を示す。
　図５に示すように、ノッチ１８０は、ノッチ先端１８２を有する。ノッチ先端１８２の半径（以下、「ノッチ先端半径Ｒ」と称する）は、例えば、１．２ｍｍ～３．５ｍｍの範囲である。
　また、ノッチ１８０は、開口角Ａを有する。開口角Ａは、例えば、８０゜～１５０゜の範囲であり、８４゜～１４５゜の範囲であることが好ましく、８５゜～１４０゜の範囲であることがより好ましく、８６゜～１３０゜の範囲であることがさらに好ましく、８９゜～１２５゜の範囲であることが最も好ましい。
　（その他の特性）
　第１のガラス基板１００は、８ＭＮｍ／ｋｇ～３５ＭＮｍ／ｋｇの範囲の比弾性率を有してもよく、例えば、１０ＭＮｍ／ｋｇ～３０ＭＮｍ／ｋｇの範囲、好ましくは１１ＭＮｍ／ｋｇ～２９ＭＮｍ／ｋｇの範囲の比弾性率を有する。
　また、第１のガラス基板１００は、厚さｔが０．１ｍｍ～１．０ｍｍの範囲であってもよい。
　また、第１のガラス基板１００の第１の主表面１１０および／または第２の主表面１２０は、１０ｎｍ以下の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）を有してもよい。
　また、第１のガラス基板１００は、１０μｍ以下のＴＴＶ（Ｔｏｔａｌ　Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）を有してもよい。ＴＴＶは、サンプルの裏面を平坦なチャック面に吸着させた状態において測定される、サンプルの裏面からの最大高さと最小高さの差を表す。
　また、第１のガラス基板１００は、１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下のＢＯＷ（基板中心面の高さ）を有してもよい。ＢＯＷは、基準面に対する、自由状態（非固着状態）におけるサンプルの中心面の高さを表す。基準面は、規格適用領域内における中心点とし、そこからサンプル中心面との距離として測定される。
　また、第１のガラス基板１００は、２乗平均面から求められる反りが１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下であり、より好ましくは４５μｍ以下であり、さらに好ましくは４０μｍ以下であり、最も好ましくは３５μｍ以下であってもよい。
　以下、本発明の実施例について説明する。なお、以下の記載において、例１～例１５は、実施例であり、例２１～例２３は、比較例である。
　（例１）
　以下の方法により、ガラス基板を製造した。
　所望のガラス組成となるように秤量したガラス原料を溶融炉内に投入し、ガラス融液を得た。得られたガラス融液を攪拌し、均質化した。
　次に、所望のガラスブロックが得られるよう、成形型にガラス融液を成形した。成形型には、ステンレス鋼製の型を使用した。その後、成形ガラスをローラー搬送し、徐冷炉にて徐冷した。徐冷炉ではガラス板の割れを防ぐため、徐冷温度とその搬送速度を調整することで徐冷速度がコントロールされる。ここの徐冷条件により、ガラスの仮想温度Ｔｆが決定される。
　得られたガラスブロックを外形加工した後円盤状に切り出しスライス加工を行った。スライス加工後に所定の厚みまでラピング加工を行ってから、ガラス板の端面に対してＣＮＣ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ　Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）を用いて、切り出した円盤状のガラス板の端面に対して、研削用ダイヤモンドホイール砥石により端面加工を施した。その後、ダイヤモンドホイール砥石をノッチホイール砥石に切り替えて、ノッチ該当部分を加工し、ノッチを形成した。
　その後、ガラス主表面を研磨加工することにより、直径１５０ｍｍｍのガラス基板が得られた。ガラス基板の厚さは、０．５ｍｍであった。
　製造されたガラス基板を、以下、「ガラス基板１」と称する。
　（例２～例１５）
　例１と同様の方法により、ガラス基板を製造した。
　ただし、例２～例１５では、原料組成および冷却条件等を例１の場合とは変更して、ガラス基板を製造した。
　製造されたガラス基板を、以下、それぞれ、「ガラス基板２」～「ガラス基板１５」と称する。
　（例２１）
　例１と同様の方法により、ガラス基板を製造した。
　ただし、この例２１では、原料組成および冷却条件等を例１の場合とは変更して、ガラス基板を製造した。
　製造されたガラス基板を、以下、「ガラス基板２１」と称する。
　（例２２～例２３）
　例２１と同様の方法により、ガラス基板を製造した。
　ただし、例２２～例２３では、原料組成および冷却条件等を例２１の場合とは変更して、ガラス基板を製造した。
　製造されたガラス基板を、それぞれ、「ガラス基板２２」～「ガラス基板２３」と称する。
　以下の表１には、各ガラス基板の組成をまとめて示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
 
　（評価）
　製造された各ガラス基板を用いて、各種特性の評価を実施した。
　各ガラス基板において得られた評価結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
  
　表２には、各ガラス基板における「屈折率ｎｄ」、「比重」、「ガラス転移温度Ｔｇ」、「仮想温度Ｔｆ」、「Ｔｆ／Ｔｇ」、「λ７０」、「ずれ量ｇ／半径ｒ」、「第１のチャンファー面の形状」、「第２のチャンファー面の形状」、「ノッチの開口角Ａ」、「ノッチ先端半径Ｒ」、「比弾性率」、「表面粗さＲａ」、「ＴＴＶ」、「ＢＯＷ」、「反り」、「ヤング率Ｅ」、および「ハンドリング操作性」等をまとめて示した。
　各ガラス基板において、「屈折率ｎｄ」は、ＫＰＲ－４０００を用い、Ｖブロック法で測定した。
　「仮想温度Ｔｆ」は、以下のように算出した。
　まず、前述のガラス基板（例えば、ガラス基板１）を、２０ｍｍ×２０ｍｍ×１ｍｍのサイズに切断して、ガラス片を作製する。次に、還元雰囲気下で、ガラス片を所定の熱処理温度まで加熱し、２時保持した後、室温まで急冷する。
　熱処理温度を変えてこの熱処理を実施し、熱履歴が異なる４個のガラス片（評価用サンプル）を作製する。
　それぞれの評価用サンプルについて、屈折率ｎｄを測定する。また、４個の評価用サンプルから、熱処理温度と屈折率ｎｄの関係式を求める。得られた関係式を用いて、ガラス基板１で測定された屈折率ｎｄから、対応する熱処理温度を求め、これを仮想温度Ｔｆとする。
　他のガラス基板についても、同様の方法により、仮想温度Ｔｆを求めた。
　「λ７０」は、分光光度計（日立ハイテクノロジーズ社製：Ｕ－４１００）を用いて評価した。
　「ずれ量ｇ／半径ｒ」は、ガラス基板の中心Ｐと重心Ｇの距離をずれ量ｇとし、このずれ量ｇをガラス基板の半径ｒで除して算定した。
　また、「ずれ量ｇ／半径ｒ」は、まるばつ（○×）で判定した。すなわち、ずれ量ｇ／半径ｒの値が０．０５％～１．２％に含まれる場合を「○」と判定し、そうでない場合を「×」と判定した。
　また、「第１のチャンファー面の形状」および「第２のチャンファー面の形状」は、まるばつ（○×）で判定した。すなわち、第１のチャンファー面の形状が、前述のように規定される領域Ｑに含まれ、かつ原点Ｏから交点Ｓまで単調に増加するプロファイルを有する場合を、「○」と判定し、そうでない場合を「×」と判定した。「第２のチャンファー面の形状」についても、同様である。
　各ガラス基板の「比弾性率」は、超音波パルス法を用いて評測定されたヤング率を、アルキメデス法で得られた比重（密度）で除することで算出した。
　また、「表面粗さＲａ」は、各ガラス基板の第１の表面において測定された算術平均粗さＲａを表す。「表面粗さＲａ」は、ＪＩＳ　Ｂ０６０１（２００１年）で定義される。本願では、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用い、ガラス基板の１０μｍ×１０μｍの領域で測定した。
　「ＴＴＶ」は、ガラス基板の全領域における最大板厚と最小板厚の差異を意味する。「ＴＴＶ」は、レーザー変位計あるいは光干渉計を用いて測定した。
　「ＢＯＷ」は、基準面からのガラス基板中央の高さを意味する。「ＢＯＷ」は、光干渉計を用いて測定した。
　ガラス基板の「反り」は、レーザー変位計あるいは光干渉計を用いて測定した。
　ガラス基板の「ヤング率」は、超音波パルス法を用いて測定した。
　また、「ハンドリング操作性」は、まるばつ（○×）で判定した。すなわち、ガラス基板のハンドリングおよび工程流動の際に、クラックやワレが生じた場合を「×」と判定し、健全な状態であった場合を「○」と判定した。
　表２に示すように、ガラス基板２１～ガラス基板２３では、ハンドリング操作の際に、ガラス基板にクラックが生じた。これに対して、ガラス基板１～ガラス基板１５では、ハンドリング操作後も、そのような破損は生じなかった。
　以上の結果から、ガラス基板１～ガラス基板１５では、仮想温度Ｔｆが低いにも関わらず、ハンドリング操作の際に、クラックやワレが生じ難いことが確認された。
　（本発明の一態様）
　本発明は、以下の態様を有し得る。
　（態様１）
　相互に対向する第１および第２の主表面と、両主表面の間の端部とを有し、前記端部の一部にノッチを有する円形のガラス基板であって、
　比重が３．００以上であり、
　半径ｒが７５ｍｍ以上であり、
　屈折率ｎｄが１．８００以上であり、
　仮想温度Ｔｆ（℃）とガラス転移温度Ｔｇ（℃）の比（Ｔｆ／Ｔｇ）が１．００未満であり、
　１０ｍｍ厚さに換算して、波長に対する内部透過率の関係において、前記内部透過率が７０％となるときの最低の波長をλ７０としたとき、該λ７０が４２５ｎｍ以下であり、
　上面視、当該ガラス基板の中心Ｐに対する当該ガラス基板の重心Ｇのずれ量ｇ（ｍｍ）と半径ｒの比（ｇ／ｒ）が０．０５％～１．２％の範囲である、ガラス基板。
　（態様２）
　当該ガラス基板の厚さｔの中心を通る２等分線を引いた場合、当該ガラス基板の側面視、前記２等分線よりも上側において、前記端部は、側面領域および第１のチャンファー面を有するプロファイルを有し、
　当該ガラス基板の上面視、前記第１の主表面に沿った方向であって、当該ガラス基板の対象とする前記端部に対して垂直に延在する方向をＸ軸とし、当該ガラス基板の前記厚さ方向をＹ軸とし、前記側面領域と前記第１のチャンファー面との境界をＸ軸とＹ軸の原点Ｏとし、前記第１のチャンファー面と前記第１の主表面との境界を交点Ｓとし、該交点ＳのＹ軸の値をＣ（μｍ）としたとき、（ｔ／５）≦Ｃ≦（ｔ／３）であり、
　前記第１のチャンファー面は、原点Ｏと交点Ｓ’を結ぶ直線１、ｙ＝Ｃの直線、および原点Ｏと交点Ｓを結ぶ直線２で囲まれた領域Ｑに含まれ、
　ただし、前記直線１は、
 
　　ｙ＝（Ｃ／２０）・ｘ　　　　（１）式
 
　で表され、
　前記直線２は、
 
　　ｙ＝（Ｃ／４５８）・ｘ　　　（２）式
 
で表され、
　前記交点Ｓ’は、前記直線１とｙ＝Ｃの直線の交点であり、前記交点Ｓ’の座標は（Ｘ１，Ｃ）で表され、ここで５＜Ｘ１＜５０であり、
　前記交点Ｓは、前記直線２とｙ＝Ｃの直線の交点であり、前記交点Ｓの座標は（Ｘ２，Ｃ）で表され、ここで３５０＜Ｘ２＜５００であり、
　前記第１のチャンファー面は、前記領域Ｑ内で、原点Ｏから交点Ｓに向かってＹ軸の値が単調に増加するプロファイルを有する、態様１に記載のガラス基板。
　（態様３）
　前記ノッチは、開口角Ａが８０゜～１５０゜の範囲であり、先端半径Ｒが１．２ｍｍ～３．５ｍｍの範囲である、態様１または２に記載のガラス基板。
　（態様４）
　当該ガラス基板は、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、およびＧｄ２Ｏ３からなる群の少なくとも一つを含む、態様１乃至３のいずれか一つに記載のガラス基板。
　（態様５）
　ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、およびＧｄ２Ｏ３の総量は、１ｍｏｌ％～８０ｍｏｌ％の範囲である、態様４に記載のガラス基板。
　（態様６）
　８ＭＮｍ／ｋｇ～３５ＭＮｍ／ｋｇの範囲の比弾性率を有する、態様１乃至５のいずれか一つに記載のガラス基板。
　（態様７）
　０．１ｍｍ～１．０ｍｍの厚さを有する、態様１乃至６のいずれか一つに記載のガラス基板。
　（態様８）
　前記第１の主表面は、１０ｎｍ以下の表面粗さ（Ｒａ）を有する、態様１乃至７のいずれか一つに記載のガラス基板。
　（態様９）
　１０μｍ以下のＴＴＶを有する、態様１乃至８のいずれか一つに記載のガラス基板。
　（態様１０）
　１００μｍ以下のＢＯＷを有する、態様１乃至９のいずれか一つに記載のガラス基板。
　（態様１１）
　２乗平均面から求められる反りが１００μｍ以下である、態様１乃至１０のいずれか一つに記載のガラス基板。
　（態様１２）
　当該ガラス基板は、ヒ素、鉛、およびアンチモンを実質的に含まない、態様１乃至１１のいずれか一つに記載のガラス基板。
　（態様１３）
　当該ガラス基板は、鉄、クロム、およびニッケルの合計量が、質量比で８ｐｐｍ未満である、態様１乃至１２のいずれか一つに記載のガラス基板。
　本願は、２０２２年８月９日に出願した日本国特許出願第２０２２－１２７３８６号に基づく優先権を主張するものであり、同日本国出願の全内容を本願に参照により援用する。
　１００　　　第１のガラス基板
　１１０　　　第１の主表面
　１２０　　　第２の主表面
　１３０　　　端部
　１３５　　　側面領域
　１３８　　　第１のチャンファー面
　１３９　　　第２のチャンファー面
　１８０　　　ノッチ
　１８２　　　ノッチ先端

Claims (13)

  1. 　相互に対向する第１および第２の主表面と、両主表面の間の端部とを有し、前記端部の一部にノッチを有する円形のガラス基板であって、
    　比重が３．００以上であり、
    　半径ｒが７５ｍｍ以上であり、
    　屈折率ｎｄが１．８００以上であり、
    　仮想温度Ｔｆ（℃）とガラス転移温度Ｔｇ（℃）の比（Ｔｆ／Ｔｇ）が１．００未満であり、
    　１０ｍｍ厚さに換算して、波長に対する内部透過率の関係において、前記内部透過率が７０％となるときの最低の波長をλ７０としたとき、該λ７０が４２５ｎｍ以下であり、
    　上面視、当該ガラス基板の中心Ｐに対する当該ガラス基板の重心Ｇのずれ量ｇ（ｍｍ）と半径ｒの比（ｇ／ｒ）が０．０５％～１．２％の範囲である、ガラス基板。
  2. 　当該ガラス基板の厚さｔの中心を通る２等分線を引いた場合、当該ガラス基板の側面視、前記２等分線よりも上側において、前記端部は、側面領域および第１のチャンファー面を有するプロファイルを有し、
    　当該ガラス基板の上面視、前記第１の主表面に沿った方向であって、当該ガラス基板の対象とする前記端部に対して垂直に延在する方向をＸ軸とし、当該ガラス基板の前記厚さ方向をＹ軸とし、前記側面領域と前記第１のチャンファー面との境界をＸ軸とＹ軸の原点Ｏとし、前記第１のチャンファー面と前記第１の主表面との境界を交点Ｓとし、該交点ＳのＹ軸の値をＣ（μｍ）としたとき、（ｔ／５）≦Ｃ≦（ｔ／３）であり、
    　前記第１のチャンファー面は、原点Ｏと交点Ｓ’を結ぶ直線１、ｙ＝Ｃの直線、および原点Ｏと交点Ｓを結ぶ直線２で囲まれた領域Ｑに含まれ、
    　ただし、前記直線１は、
     
    　　ｙ＝（Ｃ／２０）・ｘ　　　　（１）式
     
    　で表され、
    　前記直線２は、
     
    　　ｙ＝（Ｃ／４５８）・ｘ　　　（２）式
     
    で表され、
    　前記交点Ｓ’は、前記直線１とｙ＝Ｃの直線の交点であり、前記交点Ｓ’の座標は（Ｘ１，Ｃ）で表され、ここで５＜Ｘ１＜５０であり、
    　前記交点Ｓは、前記直線２とｙ＝Ｃの直線の交点であり、前記交点Ｓの座標は（Ｘ２，Ｃ）で表され、ここで３５０＜Ｘ２＜５００であり、
    　前記第１のチャンファー面は、前記領域Ｑ内で、原点Ｏから交点Ｓに向かってＹ軸の値が単調に増加するプロファイルを有する、請求項１に記載のガラス基板。
  3. 　前記ノッチは、開口角Ａが８０゜～１５０゜の範囲であり、先端半径Ｒが１．２ｍｍ～３．５ｍｍの範囲である、請求項１または２に記載のガラス基板。
  4. 　当該ガラス基板は、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、およびＧｄ２Ｏ３からなる群の少なくとも一つを含む、請求項１または２に記載のガラス基板。
  5. 　ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、およびＧｄ２Ｏ３の総量は、１ｍｏｌ％～８０ｍｏｌ％の範囲である、請求項４に記載のガラス基板。
  6. 　８ＭＮｍ／ｋｇ～３５ＭＮｍ／ｋｇの範囲の比弾性率を有する、請求項１または２に記載のガラス基板。
  7. 　０．１ｍｍ～１．０ｍｍの厚さを有する、請求項１または２に記載のガラス基板。
  8. 　前記第１の主表面は、１０ｎｍ以下の表面粗さ（Ｒａ）を有する、請求項１または２に記載のガラス基板。
  9. 　１０μｍ以下のＴＴＶを有する、請求項１または２に記載のガラス基板。
  10. 　１００μｍ以下のＢＯＷを有する、請求項１または２に記載のガラス基板。
  11. 　２乗平均面から求められる反りが１００μｍ以下である、請求項１または２に記載のガラス基板。
  12. 　当該ガラス基板は、ヒ素、鉛、およびアンチモンを実質的に含まない、請求項１または２に記載のガラス基板。
  13. 　当該ガラス基板は、鉄、クロム、およびニッケルの合計量が、質量比で８ｐｐｍ未満である、請求項１または２に記載のガラス基板。
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