JP2010195600A

JP2010195600A - 電子装置用ガラス基板及び電子装置の製造方法

Info

Publication number: JP2010195600A
Application number: JP2009038989A
Authority: JP
Inventors: Sakae Nishiyama; 榮西山
Original assignee: Nishiyama Stainless Chemical Co Ltd
Current assignee: Nishiyama Stainless Chemical Co Ltd
Priority date: 2009-02-23
Filing date: 2009-02-23
Publication date: 2010-09-09

Abstract

【課題】ガラスの長所を有効に活用できるようにした電子装置用のガラス基板を提供する。
【解決手段】複数領域に区画されたガラス基板の使用領域の周縁部分を残して、ガラス母材ＧＶの表裏面に被膜層２Ｂを設ける第一工程（ＳＴ１〜ＳＴ３）と、被膜層が存在しない周縁部分だけを化学研磨して、ガラス母材の表裏面に切込み溝ＧＶを形成する第二工程（ＳＴ４）と、切込み溝ＧＶが貫通しない段階で、被膜層２Ｂを除去する第三工程（ＳＴ５）と、第三工程を経たガラス母材の全体を化学研磨して、ガラス母材を薄肉化すると共に切込み溝ＧＶを貫通させる第四工程（ＳＴ６）と、を有してガラス基板を製造する。
【選択図】図１

Description

本発明は、タッチパネル一体型の表示装置などの電子装置に使用されるガラス基板の製造方法、及び、そのような電子装置の製造方法に関する。

タッチパネルは、スペーサを介して対向するガラス基板とフィルム材の対向面に、各々、ＩＴＯなどの透明導電物質を成膜して構成されている。そして、フィルム材を指でタッチする方式と、専用ペンを使用する方式とに大別されるが、いずれの方式でも、フィルム材の接触位置が、座標情報として検出されるよう構成されている。なお、位置検出方法としては、抵抗膜方式、静電容量方式、赤外線方式、超音波方式、電磁誘導方式、静電結合方式などが提案されている。

また、最近では、タッチパネル一体型の液晶ディスプレイも提案されている（特許文献１、特許文献２）。これは、液晶ディスプレイを構成する二枚のガラス基板の一方が、タッチパネルのガラス基板が兼ねるものであり、薄型化及び軽量化を実現する上で非常に有効である。

特開２００３−１５７１４８号公報特開２００３−３１５７８７号公報

ところが、通常のタッチパネルは、ＰＥＴなどのフィルム材を使用して構成されるため、ガラスを使用する場合と比較すると、視認性や耐久性に劣るという問題がある。また、耐酸性や耐熱性についても、フィルム材は、ガラスより劣るので製造工程上も種々の制約が生じる。そこで、フィルム材に代えてガラスを使用することが考えられるが、ガラスは、その脆さのために、タッチパネルなどの製造時や、製造後の使用時に容易に破損してしまうおそれがある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、ガラスの脆さを改善することで、ガラスの長所を有効に活用できるようにした電子装置用のガラス基板を提供すること、及びガラスの長所を有効に活用した電子装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項１に係る電子装置用ガラス基板の製造方法では、複数領域に区画されたガラス基板の使用領域の周縁部分を残して、一枚のガラス母材の表裏面に被膜層を設ける第一工程と、前記被膜層が存在しない前記周縁部分だけを化学研磨して、前記ガラス母材の表裏面に切込み溝を形成する第二工程と、前記切込み溝が貫通しない段階で、前記被膜層を除去する第三工程と、第三工程を経た前記ガラス母材の全体を化学研磨して、前記ガラス母材を薄肉化すると共に前記切込み溝を貫通させる第四工程と、を有して一枚のガラス母材から複数枚の電子装置用ガラス基板を製造する。

請求項５に係る電子装置の製造方法では、前記ガラス基板を、使用者に接するカバーガラスとして電子装置に組み込む工程を有する。ここで、使用者に接するとは、直接接触と間接接触とを含む概念であるが、何れの場合にも、このカバーガラスは人為的に押圧される可能がある。

請求項６に係る電子装置の製造方法では、前記ガラス基板を、タッチパネル一体型の表示装置のタッチパネルにおける、使用者側の部材として電子装置に組み込む工程を有する。なお、この使用者側の部材も、人為的に押圧可能である。

また、請求項７に係る電子装置の製造方法では、複数領域に区画されたガラス基板の使用領域の周縁部分を残して、一枚のガラス母材の表裏面に被膜層を設ける第一工程と、前記被膜層が存在しない前記周縁部分だけを化学研磨して、前記ガラス母材の表裏面に切込み溝を形成する第二工程と、前記切込み溝が貫通しない段階で、前記被膜層を除去する第三工程と、第三工程を経た前記ガラス母材の全体を化学研磨して、前記ガラス母材を薄肉化すると共に前記切込み溝を貫通させる第四工程と、第四工程で切出されたガラス基板に、タッチパネルの使用者側の回路を設けて電子装置に組み込む第五工程と、を有して構成される。

上記何れの発明も、一枚のガラス母材から複数枚のガラス基板が製造されるが、ガラス基板の周縁は、これが物理的に切断されることがないので、クラックなどが発生せず、機械的な強度が大幅に改善される。すなわち、ガラスは、特に、その周縁に存在するクラックが破損の基点になることが多いが、本発明で製造されたガラス基板の周縁にはクラックが存在しないので、ガラスの脆さが大幅に改善される。

また、本発明では、切込み溝が貫通しない段階で被膜層を除去する第三工程を設けるので、被膜層を除去する剥離処理が容易で且つ確実である。すなわち、ガラス母材は、切込み溝を有するものの、全体として一体として剥離処理を実行できるので、製造効率を劣化させない。これに対して、個々のガラス基板に分離した後に、被膜層を除去する場合には、個々のガラス基板を整列させる煩雑な作業が必要となる。なお、この煩雑な整列作業を回避して、例えば、剥離槽にガラス基板を個々ばらばらに浸漬すると、剥離処理後のガラス基板の取り出し作業が煩雑であるだけでなく、剥離処理に支障が生じるおそれがある。

また、本発明では、第四工程を設けて、ガラス母材を薄肉化するので、ガラス基板の周縁だけでなく、その表裏面にもクラックが残らない。そのため、ガラス基板の物理的強度を究極的に高めることができ、例えば、電子装置のカバーガラスに使用しても優れた強度を発揮する。また、タッチパネルに使用されるフィルム材の代替品として、本発明のガラス基板を有効に活用することもできる。

また、本発明では、第四工程を設けるので、第二工程の化学研磨において、仮に、周縁部に鋭い角が生じても、その角は、第四工程において丸く滑面化される。そのため、その後の製造工程において、ガラス周縁に何かが接触した場合でも、新たなクラックが発生する可能性が大きく低減される。

本発明の被膜層を構成するマスキング剤としては、フッ酸を含有する化学研磨液に腐食されないものが好適に使用される。なお、マスキング方法は、スクリーン印刷法、ラミネートフィルム加工法又はレジスト塗布フォトリソ法などが例示される。

スクリーン印刷法とは、マスキング剤の通る部分と通らない部分を備えたスクリーンを母材表面に当接して、マスキング剤の通る部分からマスキング剤を押し出しガラス表面にマスキングをする方法である。ラミネートフィルム加工法とは、片面に粘着層を形成したフィルムをマスキング剤として使用し、このマスキング剤を母材表面に貼り付ける方法である。レジスト塗布フォトリソ法とは、フォトレジストをマスキング剤に使用し、これを母材表面に塗布後、光を照射してマスキングを行う方法である。

第二工程は、好ましくは、周縁部分の板厚が１００〜３００μｍまで化学研磨された段階で終了される。この程度の板厚を維持すれば、その後の作業でも、ガラス母材の一部が抜け落ちることがなく、ガラス母材としての一体性を失うことがない。

ところで、被膜層を設けない露出部分は、その幅が広いほど、第二工程終了時におけるガラス母材の一体性が担保されない。また、露出部分の幅が広いほど、ガラスのエッチング総量が増えてスラッジが増えるので、化学研磨液の劣化速度が速い。

そこで、露出部分の幅は、可能な限り狭くすべきであるが、一方、露出部分の幅が狭すぎると、スラッジが露出部分に再付着することで、化学研磨性能を劣化させる。そこで、これらの点を総合評価すると、第一工程では、被膜層を設けない周縁部分の幅を、１〜５ｍｍに形成するのが好ましい。

前記ガラス母材は、好ましくは、アルカリガラスであるべきである。アルカリガラスは安価であるので、電子装置のカバーガラスなどとして効果的であり、アクリル板などより優れた透過率を発揮する。また、視認性に限らず、耐酸性や耐熱性を含んだ耐久性についてもアクリル板などより優れている。

本発明で製造されたガラス基板は、電子装置のカバーガラスとして好適であるが、タッチパネル一体型の表示装置における、タッチパネルの使用者側の部材として使用することもできる。

上記した本発明によれば、ガラスの脆さを改善したガラス基板を製造でき、ガラスの長所を有効に活用した電子装置を実現することができる。

ガラス基板の製造方法を例示するフロー図である。フォトマスクの構成を例示する平面図である。化学研磨後のガラス基板を示す平面図及びＡ−Ａ断面図である。

以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、実施例に係るガラス基板の製造方法を例示するフロー図である。ここで、ステップＳＴ１〜ＳＴ６の工程を経て製造されたガラス基板は、例えば、携帯電話機に組み込まれるタッチパネル一体型の液晶ディスプレイを構成する使用者側のガラス基板として使用される。

このタッチパネル一体型の液晶ディスプレイでは、二枚のガラス基板の一方が、タッチパネルのガラス基板が兼ねる。そして、液晶ディスプレイを構成するガラス基板に対面する使用者側のガラス基板として、図１の工程で製造されたガラス基板が活用される。なお、タッチパネルの位置検出方式は、特に限定されないが、好適には、静電結合方式が採用される。

以下、図１に基づいて説明する。この実施例では、４００×５００ｍｍ程度の面積を有し、１ｍｍ以下（好ましくは０．８ｍｍ程度）に薄型化された無アルカリガラスＧＬが使用される。そして、最初に、ガラス母材ＧＬの表裏面に、感光性フィルム材Ｆｉが貼着される（ＳＴ１）。実施例で使用する感光性フィルム材Ｆｉは、図１（ａ）に示す通り、透光性のベースフィルム１と、感光層２と、剥離フィルム３とが積層されて構成されている。そして、この感光性フィルム材Ｆｉから剥離フィルム３を剥がした後、ロータによってガラス母材ＧＬの表裏面に貼着される。

次に、ガラス母材ＧＬの全体を、４０ｍｍ×７０ｍｍ程度の複数の使用領域に区画するべく、ガラス母材ＧＬにフォトマスク４を被せる。図２は、フォトマスク４を例示する平面図であり、ガラス基板としての使用領域４Ｂの周縁部分に、線幅１ｍｍ〜５ｍｍ程度の非露光部４Ａ（遮光部）を矩形リング状に設けている。なお、図１（ｂ）は、フォトマスク４を配置した状態を示す断面図である。

続いて、フォトマスク４の上から紫外線を照射して、感光層２の露光部２Ｂを光硬化させる（ＳＴ２）。そして、この状態のガラス母材ＧＬをアルカリ溶液で現像して、感光層２の非露光部２Ａを除去する（ＳＴ３）。以上の処理によって、ガラス母材ＧＬの表裏面は、非露光部２Ａを除いて、耐フッ酸性のレジスト２Ｂ（保護層）で覆われることになる。

次に、レジスト２Ｂで覆われたガラス母材ＧＬをエッチング槽に浸漬して、化学研磨液によって化学研磨（一次エッチング）する（ＳＴ４）。化学研磨液は、特に限定されないが、研磨速度を高めるほど作業効率が向上するので、フッ酸１０〜３０重量％、硫酸２０〜５０重量％含有する研磨液が好適である。フッ酸の濃度は、１０〜３０重量％であると良いが、好ましくは、１５〜２８重量％、更に好ましくは、１７〜２５重量％である。また、この研磨液中における硫酸の濃度は、２０〜５０重量％であると良いが、好ましくは、３０〜４５重量％、更に好ましくは、３５〜４２重量％である。

また、ステップＳＴ４の化学研磨工程では、ガラス母材ＧＬを垂立させる共に、ガラス母材ＧＬの表裏面に沿って微細な気泡を連続的に上昇させるのが好適である。このような構成を採ると、レジスト２Ｂが存在しない研磨ラインに、溶出したガラス成分（反応生成物）が再付着することを防止することができる。この実施例では、研磨ラインが１〜５ｍｍ程度で細いので、反応生成物の再付着を防止しないと、研磨速度に部分的なバラツキが生じる結果、研磨ライン（切込み溝ＧＶ）の研磨深さを一定化できないおそれがある。

このようにして、切込み溝ＧＶを深化させ、その部分のガラス母材ＧＬの板厚が１００〜３００μｍ程度に達するタイミングで、ステップＳＴ４の一次エッチング処理を終了させる。なお、図１（ｄ）は、一次エッチング終了時のガラス母材ＧＬを図示しており、切込み溝ＧＶの上端に、エッジ角ＥＤが形成されていることが示されている。なお、このエッジ角は、研磨速度が速いほど、その角度が９０度に近づく傾向となる。

そして、次に、ガラス母材ＧＬを剥離槽に浸漬してレジスト２Ｂを除去する（ＳＴ５）。続いて、ガラス母材ＧＬを適当な収納ユニットに配置して、その表面と裏面に、化学研磨液をシャワー状に吹き付けて、仕上げエッチング処理を実行する（ＳＴ６）。なお、ガラス母材ＧＬは、収納ユニット内に水平姿勢で載置されるが、適当なタイミングでガラス母材の表裏面を反転させても良い。

何れにしても、このようなエッチング処理を実行すると、切込み溝ＧＶが更に深化されると共に、ガラス表裏面も研磨される。その結果、一次エッチング時（ＳＴ４）に、切込み溝ＧＶに比較的鋭いエッジ角ＥＤが生じた場合でも、そのエッジ角ＥＤが滑面化されることになる。また、ガラス表裏面も研磨されるので、万一、ガラス表裏面に微細なクラックが残存していても、これを消滅させることができる。

そして、上下２つの切込み溝ＧＶが貫通した段階で仕上げエッチング処理が終了される。このように、本実施例では、切込み溝ＧＶを形成する一次エッチング（ＳＴ４）の後で、仕上げエッチング（ＳＴ６）を実行するので、仕上げエッチングによってガラス基板の切出し処理と、滑面化処理とが実行されることになり、極限的に強固なガラス基板を生成することができる。

また、ガラス基板は、最終的に０．５ｍｍ又はそれ以下まで薄型化されるので、プラスチックと同等の可撓性を発揮することができる。そのため、静電容量方式に限らず、抵抗膜方式、赤外線方式、超音波方式、電磁誘導方式、静電結合方式など何れの方式のタッチパネルであっても、従来のフィルム材に代えて使用することができる。

また、タッチパネル一体型の表示装置などの電子装置の製造工程において、耐酸性や耐熱性を初めとするガラスの長所を有効に発揮する。更にまた、タッチパネル一体型の表示装置の使用時にも、優れた視認性や耐久性を発揮する。

以上、実施例について詳細に説明したが、具体的な記載内容は特に本発明を限定するものではない。特に、マスキング処理のために感光性フィルムを使用する実施例の製法に限定されるものではなく、例えば、マスキング材を貯留する液槽に、ガラス母材ＧＬを浸漬して被膜層を形成するのも好適である。このような構成を採ると、ガラス母材の周縁も含めて、被膜層を設けることができる。

ＧＶガラス母材
２Ｂ被膜層
ＧＶ切込み溝
ＳＴ１〜ＳＴ３第一工程
ＳＴ４第二工程
ＳＴ５第三工程
ＳＴ６第四工程

Claims

複数領域に区画されたガラス基板の使用領域の周縁部分を残して、一枚のガラス母材の表裏面に被膜層を設ける第一工程と、
前記被膜層が存在しない前記周縁部分だけを化学研磨して、前記ガラス母材の表裏面に切込み溝を形成する第二工程と、
前記切込み溝が貫通しない段階で、前記被膜層を除去する第三工程と、
第三工程を経た前記ガラス母材の全体を化学研磨して、前記ガラス母材を薄肉化すると共に前記切込み溝を貫通させる第四工程と、
を有して一枚のガラス母材から複数枚の電子装置用ガラス基板を製造するガラス基板の製造方法。
第二工程は、前記周縁部分の板厚が１００〜３００μｍまで化学研磨された段階で終了する請求項１に記載の製造方法。
第一工程では、前記被膜層を設けない周縁部分が、その幅１〜５ｍｍに形成される請求項1又は２に記載の製造方法。
前記ガラス母材は、アルカリガラスである請求項１〜３の何れかに記載の製造方法。
請求項１〜４の何れかの製法で製造された前記ガラス基板を、使用者に接するカバーガラスとして電子装置に組み込む工程を有する電子装置の製造方法。
請求項１〜４の何れかの製法で製造された前記ガラス基板を、タッチパネル一体型の表示装置のタッチパネルにおける、使用者側の部材として電子装置に組み込む工程を有する電子装置の製造方法。
複数領域に区画されたガラス基板の使用領域の周縁部分を残して、一枚のガラス母材の表裏面に被膜層を設ける第一工程と、
前記被膜層が存在しない前記周縁部分だけを化学研磨して、前記ガラス母材の表裏面に切込み溝を形成する第二工程と、
前記切込み溝が貫通しない段階で、前記被膜層を除去する第三工程と、
第三工程を経た前記ガラス母材の全体を化学研磨して、前記ガラス母材を薄肉化すると共に前記切込み溝を貫通させる第四工程と、
第四工程で切出されたガラス基板に、タッチパネルの使用者側の回路を設けて電子装置に組み込む第五工程と、
を有する電子装置の製造方法。