CN103608309A - 玻璃基板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够从实施了坚固的强化处理的大型的玻璃基材稳定地获取多片玻璃基板的玻璃基板的制造方法。玻璃基板的制造方法包括第一化学研磨步骤及第二化学研磨步骤。在第一化学研磨步骤中，以规定的单面研磨量仅对玻璃基材(10)的第一主面实施化学研磨处理。在第二化学研磨步骤中，对第一主面及第二主面的双方实施化学研磨处理。然后，在第一主面形成的第一分区槽(102)及在第二主面形成的第二分区槽(104)在从玻璃基材(10)的厚度方向的中心线(110)偏离了相当于单面研磨量的偏离量(114)的位置贯通。

Description

玻璃基板的制造方法

技术领域

本发明涉及一种玻璃基板的制造方法，所述玻璃基板的制造方法通过化学研磨处理将玻璃基材切割分离而获取多个玻璃基板，所述玻璃基材为实施了强化处理且以跨开应当切割的位置即分区线的方式在第一主面及第二主面上形成有抗蚀剂层的玻璃基材。

背景技术

对于适用于移动电话等的显示装置的屏幕的保护玻璃或触控面板而言，因其透明性而多用玻璃基板。这种玻璃基板基于提高装置便携性的观点而要求薄型化，另外基于安全性等观点还要求高强度化。因此，以往进行了将利用风冷强化法或化学强化法等实施了强化处理的强化玻璃用作玻璃基板的尝试。尤其是，对于要求薄度的显示装置用的玻璃基板广泛使用了化学强化处理。

然而，对于实施了化学强化处理等强化处理的强化完毕后的玻璃而言，存在切割等加工变得困难的倾向。一般而言，当将σ_c设为压缩应力[MPa]、将DOL设为化学强化层的厚度[μm]、将T设为板厚[μm]、以及将σ_T设为CT值(Calculated Tensile Stress：计算拉伸应力)[MPa]时，通过下述式子计算出的σ_T值即CT值越大，则化学强化玻璃的切割等的加工变得越困难。

[式1]

${\mathrm{\σ}}_T=\frac{{\mathrm{\σ}}_c\×\mathrm{DOL}}{(T-2\×\mathrm{DOL})}$

在无法进行切割等加工的情况下，由于无法从大型的强化处理完毕后的玻璃基材获取多片玻璃基板，所以只得对单个的玻璃基板进行化学强化处理或芯片区域形成处理等。因此，无法提高使用了强化玻璃的玻璃基板的生产率，存在玻璃基板的生产成本增大的问题。

因此，在以往技术中，存在有通过将压缩应力层的厚度(相当于上述DOL)设为10μm以上30μm以下且将压缩应力的值(相当于上述σ_c)设为30kgf/mm²以上60kgf/mm²以下(294MPa以上588MPa以下)而提高了切割性的化学强化玻璃(例如，参照专利文献1)。根据该技术，能够形成满足市场需求的化学强化玻璃的稳定切割。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-83378号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，对于上述的专利文献1的技术而言存在如下不妥之处，即只能将压缩应力层(化学强化层)的厚度及压缩应力的值在规定的范围内的材料切割。实际上，若上述的CT值为15左右则能切割，若CT值成为20左右则出现无法沿划线进行分割的情况，若增加切割压则会发生玻璃破损的不良状况。另一方面，由于存在要求更薄且更坚固的玻璃基板的市场需求，所以可以说需要对CT值超过20的材料也能够稳定地切割的技术。

该发明的目的在于提供一种能够从实施了坚固的强化处理的大型的玻璃基材稳定地获取多片玻璃基板的玻璃基板的制造方法。

用于解决课题的手段

根据本发明的玻璃基板的制造方法，通过化学研磨处理将实施了强化处理且以跨开应当切割的位置即分区线的方式在第一主面及第二主面上形成有抗蚀剂层的玻璃基材切割分离而获取多个玻璃基板。在此，主面是指，玻璃基材的周围六面中的除了四端面以外的表侧和背侧的两平面。该玻璃基板的制造方法包括第一化学研磨步骤及第二化学研磨步骤。在第一化学研磨步骤中，以规定的单面研磨量仅对玻璃基材的第一主面实施化学研磨处理。在第二化学研磨步骤中，对第一主面及第二主面的双方实施化学研磨处理。

在进行第二化学研磨处理之前或之后，通过进行第一化学研磨处理，在第一主面形成的第一分区槽及在第二主面形成的第二分区槽在从玻璃基材的厚度方向的中心偏离了相当于所述单面研磨量的量的位置贯通。

第一化学研磨处理(单面化学研磨处理)及第二化学研磨处理(两面化学研磨处理)可以按此顺序进行，使顺序前后调转也能够享有同样的作用效果。

通常，当上述的CT值超过20左右时，难以通过划线截断法等物理方法切割玻璃基材，另外，即便是通过化学研磨处理切割的情况下，具有在通过蚀刻使分区槽贯通的同时发生玻璃基板破裂的倾向。然而，如上述那样，通过使第一分区槽及第二分区槽在从玻璃基材的厚度方向的中心偏离了相当于单面研磨量的位置贯通，能够降低在贯通同时在玻璃基板产生的内部应力的变化，从而能够防止玻璃基板的破裂。

另外，优选在第一分区槽及第二分区槽贯通之后，进一步进行使玻璃基板的端面变形为剖视下圆弧状的端面处理。通过进行该端面处理，玻璃基板的端面的突出部的从厚度方向的中心的偏离得以矫正，从而能够期待外观性、强度得以提高。需要说明的是，在此，圆弧状不仅是指曲率半径完全一致的圆的一部分，还包括曲率半径彼此在±5％左右的范围内互不相同的多个圆弧连续这样的形状。

发明效果

根据本发明，能够从实施了坚固的强化处理的大型的玻璃基材稳定地获取多片玻璃基板。

附图说明

图1是表示实施本发明的实施方式的玻璃基板的制造方法的玻璃基材的概要的图。

图2是表示将玻璃基材以纵向放置方式安置在玻璃支承件上的状态的图。

图3是说明通过化学研磨处理在玻璃基材上形成分区槽的状态的图。

图4是表示将玻璃基材以横向放置方式安置在玻璃支承件上的状态的图。

图5是表示分区槽贯通的状态的玻璃构件的状态的图。

图6是表示对玻璃基板的端面实施化学研磨处理的状态的图。

图7是表示本发明的其他实施方式的图。

图8是表示适用本发明的玻璃基材的其他例子的图。

具体实施方式

图1(A)及图1(B)表示实施了本发明的制造方法的玻璃基材10的概要。玻璃基材10使用例如具有400×500mm左右的面积且减薄为板厚0.5mm～1.2mm左右(在本实施方式中为0.7mm左右)的由硅铝酸盐玻璃构成的玻璃基材10。玻璃基材10例如在350～450℃左右的硝酸钾熔融盐中被实施化学强化处理。在玻璃基材10被实施化学强化处理之后，具有触控面板用的传感器元件等的多个芯片区域(使用区域)及保护芯片区域的覆盖层(overcoat layer)形成在第一主面侧上，然后进一步在第一主面及第二主面上形成耐酸性的抗蚀剂层14。

抗蚀剂层14以跨开用于对上述芯片区域进行分区的线宽1mm～5mm左右的分区区域的方式形成。抗蚀剂层14所使用的耐氢氟酸蚀刻法抗蚀剂可以使用各种抗蚀剂，例如在本实施方式中使用日本涂料株式会社制的“オプト”(注册商标)。在玻璃基材10的第二主面上，进一步从抗蚀剂层14之上贴附耐酸性膜12。

耐酸性膜12通常附加在形成有芯片区域的面的相反侧。其理由是为了提高芯片区域侧的抗蚀剂层14的剥离性。另外，耐酸性膜12优选被贴附成与玻璃基材10之间不会混入空气。在本实施方式中，虽然是使用玻璃层压装置进行耐酸性膜12的贴附，但是并不局限于此。另外，在此，作为耐酸性膜12，使用厚度70μm左右的由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)构成的树脂膜，但也可使用其他材料的膜。需要说明的是，在图1(A)中示出将耐酸性膜12贴附前的玻璃基材10，在图1(B)中示出在第二主面上贴附有耐酸性膜12的玻璃基材10。

贴附有耐酸性膜12的玻璃基材10在进行化学研磨处理前被安置于玻璃支承件16内。玻璃支承件16由聚氯乙烯等具有耐氢氟酸性的材料构成。另外，玻璃支承件16具备多个以对玻璃基材10的端部进行支承的方式构成的引导槽，且被构成为能够从开口面沿着引导槽将玻璃基材10插入。当将多个玻璃基材10沿着引导槽插入玻璃支承件16内时，多个玻璃基材10以相互设有间隙且分别垂直竖立的状态配置在玻璃支承件16内。当对玻璃基材10进行化学研磨处理时，使收容有玻璃基材10的玻璃支承件16浸渍到化学研磨槽内。

接下来，使用图3(A)～图3(B)说明对玻璃基材10的化学研磨处理。作为化学研磨液，使用含有2～10重量％的氢氟酸、2～6重量％的硫酸、5～20重量％的盐酸的液体。当使玻璃基材10浸渍在化学研磨液中时，如图3(A)所示，玻璃基材10的第一主面的未设置抗蚀剂层14的部分被蚀刻，从而形成第一分区槽102。另一方面，由于在玻璃基材10的第二主面上贴附有耐酸性膜12，所以第二主面未被蚀刻。

接下来，在第一分区槽102加深了所期望的量的阶段，将玻璃支承件16从化学研磨槽取出，从玻璃基材10剥离耐酸性膜12。耐酸性膜12剥离后的玻璃基材10被再度安置在玻璃支承件16上，并将其返回到化学研磨槽内。仅对第一主面进行单面化学研磨的单面研磨量根据玻璃基材10的CT值而设定。作为原则，单面研磨量需要随着CT值增大而增加，但若考虑到后续处理的便利等则尽量优选为较小的值。在本实施方式中，对于CT值25左右的化学强化玻璃实施50μm左右的单面研磨。

然后，如图3(B)所示，在玻璃基材10的第一主面上使第一分区槽102进一步加深，而玻璃基材10的第二主面的未设有抗蚀剂层14的部分被蚀刻，从而形成第二分区槽104。进一步，若继续进行化学研磨处理，则如图3(C)所示，第一分区槽102及第二分区槽104进一步加深。若玻璃基材10的未设有抗蚀剂层14的部分的厚度成为0.1mm左右，则将玻璃支承件16从化学研磨槽中取出。

接下来，玻璃基材10以第一主面朝上的状态水平载置在玻璃支承件18上。在玻璃基材10上根据需要载置有未图示的其他玻璃支承件18。然后，将支承玻璃基材10的玻璃支承件18浸渍在化学研磨槽内。当玻璃基材10被浸渍在化学研磨槽内时，如图5(A)所示，第一分区槽102及第二分区槽104进一步加深，不久后第一分区槽102及第二分区槽104贯通。通过贯通第一分区槽102及第二分区槽104从而玻璃基材10被切割，从而获得图4(B)及图5(B)所示的多个玻璃基板100。

通常，在通过蚀刻将上述CT值超过20左右的化学强化玻璃切割的情况下，在分区槽的贯通的同时玻璃基板100破裂。然而，如本实施方式那样，通过首先进行单面研磨，能够防止在分区槽贯通的同时玻璃基板100发生破裂。

虽然防止在分区槽贯通的同时玻璃基板100发生破裂的原理的详细情况还不明确，但是根据多次实验的结果推测出其原理如下。即，通常，在对玻璃基材10的第一主面及第二主面同时进行蚀刻的情况下，在图5(B)所示的中心线110上分区槽贯通，而棱线112位于中心线110上。在此，对于化学强化玻璃而言，在表面上形成压缩应力层，而在背面上形成拉伸应力层，可以想到在中心线110上拉伸应力最强。若在该拉伸应力最强的部位分区槽贯通，则在贯通的同时发生的内部应力的变化变得巨大，从而可以预想到玻璃基板发生破裂。

因此，在本发明的实施方式中，为了在从该拉伸应力最强的中心线110偏离了规定的偏离量114的位置产生玻璃基板的棱线112，采用加入上述的单面研磨处理。上述的偏离量114原则上需要随着CT值升高设定得越大，这一点已通过实验得以明确。可以想到其理由在于，若偏离量114增大而距离中心线越远，则玻璃基材10的内部的拉伸应力越降低。另一方面，在偏离量114大至必要限度以上的情况下，强度、美观性可能降低，因此可以说优选在能够防止玻璃基板100发生破裂的范围内将偏离量114设定得尽可能地小。

例如，若玻璃基材10的板厚为0.5mm～1.2mm左右且CT值为30左右以内，则通过将偏离量114设定为50μm～100μm能够防止玻璃基板100发生破裂。例如，为了将偏离量114设定为50μm，可以在以约2～3μm/分钟左右的蚀刻速率进行了20分钟左右单面化学研磨处理之后，以4～6μm/分钟左右的蚀刻速率进行两面化学研磨处理直至分区槽贯通。在本实施方式中，虽然将单面研磨速度设定为2.5μm/分钟且将两面研磨速度设定为5μm/分钟，但是研磨速度可以根据需要而适当增减。

接下来，利用图6(A)～图6(B)对适用于各玻璃基板100的端面的端面处理进行说明。如图6(A)所示，在分区槽贯通的时刻，玻璃基板100的端面在棱线112的位置成为尖锐的形状。因此，在分区槽贯通而得到多个玻璃基板100之后，还优选进行端面处理而使玻璃基板100的端面在剖视下成为圆弧状。

在对玻璃基板100实施端面处理的情况下，在利用玻璃支承件18对多个玻璃基板100的上下面进行支承的状态下，将玻璃基板100在化学研磨槽内浸渍1小时～10小时左右。此时，优选使期望更多蚀刻的一侧(在本实施方式中为第二主面侧)朝上。其理由在于，由于对上侧的面而言淤渣等不易滞留而容易使更新鲜的化学研磨液循环，所以存在研磨速度变得比下侧更高的倾向。如图6(A)所示，第二主面侧的研磨量比第一主面侧更大的结果是，可获取第一主面侧及第二主面侧的平衡。在本实施方式中，通过使期望更多蚀刻的一侧朝上而进行端面处理从而获取第一主面侧及第二主面侧的平衡，但是端面处理的方法并不局限于此。例如，通过将蚀刻液的循环速度设成在上下存在速度差，或将蚀刻液的粘度设成在上下存在粘度差，也能够获得同样的作用效果。

端面处理完成后的玻璃基板100被浸渍在收容有苛性钠或TMAH(四甲基氢氧化铵)及DMI(1，3-二甲基-2-咪唑啉酮)的混合液等的碱性剥离液的剥离槽内，如图6(C)所示，抗蚀剂层14被剥离。通过进行以上的处理，能够从化学强化完毕的玻璃基材稳定且高效地获取多个玻璃基板。需要说明的是，在本实施方式中，虽然对抗蚀剂层14被剥离前进行端面处理的例子进行了说明，但是进行端面处理不是必须的。如果即使形成于玻璃基板100的端面上的棱线112从厚度方向的中心偏离也不存在实用方面的上问题，则也可以在不进行端面处理的情况下使用玻璃基板100。

在上述的实施方式中，虽然说明了先进行单面化学研磨处理之后再进行两面化学研磨处理的例子，但是通过先进行两面化学研磨处理之后再进行单面化学研磨处理也能够得到同样的作用效果，因此可以根据需要变更处理的顺序。

接下来，利用图7(A)及图7(B)说明单面研磨处理的变形例。在上述的实施方式中，通过在玻璃基材10的第二主面贴附有耐酸性膜12的状态下以规定时间进行化学研磨处理，防止分区槽在厚度方向的中心贯通。用于防止分区槽在厚度方向的中心贯通的手法也能够通过贴附上述的耐酸性膜12以外的方法来达成。

图7(A)及图7(B)是在通过输送辊36输送玻璃基材10的同时利用配置在输送辊36的上下的上侧喷淋喷头34及下侧喷淋喷头32进行化学研磨处理的片式的化学研磨装置30。在该研磨装置30中，如图7(A)所示，通过仅从下侧喷淋喷头34喷射蚀刻液且以规定时间进行单面化学研磨处理，也能够获得与使用上述的耐酸性膜12进行单面研磨处理同样的作用效果。此时，也可以如图7(A)所示那样在进行单面化学研磨处理之后转入图7(B)所示的两面化学研磨处理，也可以如图7(A)所示那样在进行单面化学研磨处理之后向上述的化学研磨液槽进行浸渍处理。另外，也可以根据需要，使用上述的玻璃支承件18在支承玻璃基材10的同时进行输送。进一步而言，能够变更单面化学研磨处理及两面化学研磨处理的顺序。

另外，在上述的实施方式中，虽然说明了将大型的玻璃基材10切割而得到多个长方形玻璃基板的例子，但是玻璃基板100的形状并不局限于图8(A)所示的长方形。玻璃基板的形状能够通过利用光刻法(photolithography)技术适当改变形成于抗蚀剂层14的分区区域的形状而成为任意的形状。在通过化学研磨处理将玻璃基材切割的情况下，如图8(B)所示，即便是曲率半径小的多个圆弧连续的这种复杂的形状也没有问题，另外，即便是在端部附近设置有贯通孔152的这样形状也没有问题。

通过上述的制造方法得到的玻璃基板100能够作为构成触控面板一体型的液晶显示器的使用者一方的玻璃基板使用。另外，也能够作为移动电话机的液晶显示器的保护玻璃使用。

由于设置在芯片区域的传感器元件一般在耐热方面较弱，因此难以对形成有芯片区域的玻璃进行化学强化处理，但是根据本发明的实施方式能够将形成有芯片区域的化学强化完毕的大型玻璃基材10稳定地切割而获取多个玻璃基板100，因此尤其对于搭载有触控面板用的传感器元件的玻璃基板而言能够显著地提高生产率。

关于上述的实施方式的说明，应当理解为所有的点均为例示而不具有限制性。本发明的范围并非由上述的实施方式表示，而是由权利要求书来表示。进一步而言，与本申请的权利要求书均等的含义及在该范围内的所有变更均应包含在本发明的范围内。

符号说明

10-玻璃基材

12-耐酸性膜

14-抗蚀剂层

16-玻璃支承件

18-玻璃支承件

100-玻璃基板

102-第一分区槽

104-第二分区槽

Claims (2)

1.一种玻璃基板的制造方法，其特征在于，通过化学研磨处理将玻璃基材切割分离而获取多个玻璃基板，所述玻璃基材为实施了强化处理且以跨开应当切割的位置即分区线的方式在第一主面及第二主面上形成有抗蚀剂层的玻璃基材，所述玻璃基板的制造方法包括：

第一化学研磨步骤：以规定的单面研磨量仅对第一主面进行化学研磨处理；

第二化学研磨步骤：对第一主面及第二主面的双方进行化学研磨处理，

使在第一主面形成的第一分区槽及在第二主面形成的第二分区槽在从玻璃基材的厚度方向的中心偏离了相当于所述单面研磨量的量的位置贯通。

2.根据权利要求1所述的玻璃基板的制造方法，其特征在于，

在所述第一分区槽及所述第二分区槽贯通后，还包括进行使玻璃基板的端面变形为剖视下圆弧状的端面处理的端面处理步骤。

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