JP2014069995A - ガラス基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大判のガラス基板を切断して製造されるガラス基板の切断端面にマイクロクラックが発生しないようにしたガラス基板の製造方法を提供。
【解決手段】大判のガラス基板１の切断予定部位に、エッチングによって、所定幅の薄肉の切断予定部６を形成する。切断予定部６の厚さを、次工程における化学強化処理によって形成される化学強化層の厚さｔ３以下の厚さとしておくことで、切断予定部６を、その厚さ方向の全体に亘って化学強化層にする。次の切断工程においては、化学強化層からなる切断予定部６が切断される。化学強化層の内側のガラス基板１の部分が切断されて形成される切断端面に発生したマイクロクラックに起因して、切断後のタッチパネル３の強度のバラツキ、歩留まりの低下が発生することを、防止あるいは抑制できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、大判ガラス基板を切断して多数枚のガラス基板を製造するガラス基板の製造方法に関する。更に詳しくは、ガラス基板の表面に導電層パターンが形成された構成のタッチパネル用ガラス基板、インターポーザー基板等として用いる薄型のガラス基板の製造に適したガラス基板の製造方法に関する。

携帯電話、タブレットＰＣ等においては静電容量式タッチパネルが用いられている。このタッチパネルは、カバーガラス裏面にセンサー基板が積層された構成となっている。カバーガラスの表裏の面には化学強化処理が施される。また、カバーガラスの裏面に積層されるセンサー基板は、薄型のガラス基板の表面に金属薄膜パターンが積層された構成となっている。

タッチパネルのコスト低減、薄型化、軽量化等の要求に応えるために、タッチパネルを、単一のガラス基板の裏面にセンサー用の金属薄膜パターンを積層した構成とすることが提案されている。また、大判ガラス基板に多数のセンサーパターンを形成した後に、大判ガラス基板を切断して、多数枚のタッチパネル用ガラス基板を製造する方法が提案されている。

特許文献１には、大判のガラス基板であるマザー基板から多数枚のガラス基板を切り出す方法が提案されている。この方法では、マザー基板に、個々のガラス基板を切り出すための溝部を形成する。次に、マザー基板の表面に化学強化処理を施して所定厚さの圧縮応力層を形成する。この後に、溝部に沿ってマザー基板を切断して、個々のガラス基板を切り出す。マザー基板の切断位置に溝部を形成して薄くしてあるので、化学強化処理が施されていても、切断作業を効率良く行うことができる、と記載されている。

特許文献２には、大型のガラス板から複数枚の強化ガラス（タッチパネル）を製造する方法が提案されている。この方法では、まず、ガラス板の表面に強化層を形成する。次に、ガラス基板の切断部を覆っている強化層をエッチ除去して、凹部を形成する。この後は、凹部に沿ってガラス基板を機械加工によって切断して、複数枚の強化ガラスに切り分けている。得られた強化ガラスの端面は、エッチ除去による端面部分と、機械加工による端面とからなる断面凸型の段付部となっている。この構成の段付部により、切断時に端面に発生したマイクロクラックが成長してひび割れ等の破損が発生することを防止できる、と記載されている。

特開２０１１−１３６８５５号公報 特許第４９３２０５９号公報

特許文献１に開示のガラス基板の製造方法では、大判のガラス基板の表面に化学強化処理を施した後に、当該ガラス基板を予め定めた切断位置に沿って切断して、多数枚のガラス基板を製造している。化学強化処理が施されていないガラス基板の内部が切断されるので、切断端面にはマイクロクラックが発生する。発生したマイクロクラックに起因して、製造されたガラス基板の強度のバラツキが生じ、歩留まりが悪い。このため、製造コストの低減化を達成できず、また、量産性に乏しい。

特許文献２に開示の方法においても、化学強化処理が施されていないガラス基板の内部が切断されることには変わりがなく、当該端面にマイクロクラックが発生する。したがって、マイクロクラックに起因する強度のバラツキ、歩留まりの低下を確実に抑制あるいは防止することができない。

本発明の課題は、このような点に鑑みて、大判のガラス基板を切断する際に発生するマイクロクラックに起因する強度低下、歩留まり低下などの弊害を防止あるいは抑制可能なガラス基板の製造方法を提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明のガラス基板の製造方法は、
第１ガラス基板に化学的エッチングを施して、当該第１ガラス基板の厚さより薄い第１厚さを備えた所定幅の切断予定部を形成する切断予定部形成工程と、
前記第１ガラス基板に化学強化処理を施して、当該第１ガラス基板の両側の面のうちの少なくとも一方に所定厚さの化学強化層を形成し、かつ、前記切断予定部を、その厚さ方向の全体に亘って化学強化層にする化学強化工程と、
前記切断予定部に沿って前記第１ガラス基板を切断して、複数枚の第２ガラス基板に分離する切断工程とを有していることを特徴としている。

大判のガラス基板である第１ガラス基板の切断予定部位には、所定幅で薄肉の切断予定部が形成される。この薄肉の切断予定部の厚さを、次工程の化学強化処理によって形成される化学強化層の厚さ以下にしておくことで、切断予定部を、その厚さ方向の全体に亘って化学強化層にすることができる。この結果、次の切断工程においては、化学強化層からなる切断予定部が切断される。化学強化層を切断することで、当該化学強化層の切断面にマイクロクラックが発生する。しかし、発生したマイクロクラックが、化学強化されていない内部のガラス基板の部位まで広がることはない。よって、化学強化層の内側のガラス基板の部位の切断端面に発生したマイクロクラックに起因して発生する第２ガラス基板の強度のバラツキ、歩留まりの低下を、防止できる。

前記切断予定部形成工程では、前記第１ガラス基板の両面から前記化学的エッチングを施す場合がある。この場合には、前記化学強化工程において、前記第１厚みの１／２以上の厚さの前記化学強化層が形成されるように、前記第１ガラス基板の両側の面から前記化学強化処理を施す。これにより、前記切断予定部を、その厚さ方向の全体に亘って前記化学強化層にすることができる。

前記第１ガラス基板として、厚さが０．５ｍｍ〜１．３ｍｍのものを用いる場合がある。この場合には、前記切断予定部の前記第１厚さを４０μｍ〜２００μｍとし、前記化学強化層の厚さを２０μｍ〜１００μｍとすることができる。例えば、前記切断予定部の厚さ（第１厚さ）を約１００μｍとし、前記化学強化層の厚さを約５０μｍとする。

本発明の方法において、化学強化層の切断端面に、機械研磨加工等の端面処理が施される場合がある。端面処理には、切断端面を曲面（Ｒ面）あるいは平坦面に加工する処理が含まれる場合がある。

本発明の方法において、タッチパネル、インターポーザー基板などを大判のガラス基板から製造する場合には、前記切断工程に先立って、前記第１ガラス基板の一方の面における前記切断予定部以外の部位に、導電膜パターンを形成する導電膜形成工程が行われる。

また、本発明の方法において、前記薄肉切断部形成工程では、前記化学的エッチングの他にサンドブラスト加工を施す場合がある。

本発明のガラス基板の製造方法では、化学的エッチングを用いて第１ガラス基板の切断予定部位を薄肉の切断予定部とし、当該切断予定部をその厚さ方向の全体に亘って化学強化層とした後に、当該切断予定部を切断している。切断によって得られた第２ガラス基板の切断端面は化学強化層からなる端面であるので、切断時に、化学強化層の内部のガラス基板の部位にマイクロクラックが発生することを確実に防止できる。よって、タッチパネル、インターポーザー基板等として用いる多数枚の第２ガラス基板を、マイクロクラックに起因する強度低下を伴うことなく、歩留まり良く製造できる。

また、第１ガラス基板における切断予定部位を、薄い厚さの切断予定部としてあるので、当該切断予定部を、その厚さ方向の全体に亘って、確実かつ容易に、化学強化層にすることができる。さらに、このように、第１ガラス基板における化学強化層からなる切断予定部は、厚さ方向の全体が化学強化層となるように薄くされるので、切断工程も短時間で効率良く行うことができる。

本発明の実施の形態に係るガラス基板の製造方法に用いる大判のガラス基板を示す説明図である。 ガラス基板の製造方法における切断予定部形成工程を示す説明図である。 ガラス基板の製造方法における化学強化工程、導電膜形成工程および切断工程を示す説明図である。 ガラス基板の製造方法における端面処理工程を示す説明図である。

以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る静電容量式タッチパネルの製造方法を説明する。

まず、図１に示すように、大判のガラス基板１（第１ガラス基板）を用意する。ガラス基板１は、例えば、アルミノケイ酸ガラスである。この大判のガラス基板１は、例えば、矩形輪郭で厚さｔ１が０．５ｍｍ〜１．３ｍｍである。ガラス基板１は、一点鎖線で示す切断線２に沿って、格子状に切断されて、矩形輪郭の静電容量式タッチパネル３（図３参照）が、同時に多数枚、製造される。

次に、図２に示すように、切断予定部形成工程を行う。切断予定部形成工程においては、切断線２を中心線とする一定幅の切断予定部６が格子状に形成される。まず、図２（ａ）に示すように、大判のガラス基板１の両側の面４、５に、一定厚さの樹脂薄膜あるいは金属薄膜からなるレジスト膜７、８を形成する。例えば、ドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）を形成する。

次に、図２（ｂ）に示すように、両側のレジスト膜７、８をパターニングして、一定幅で格子状にレジスト膜７、８をエッチ除去する。パターニングによって形成された第１、第２面４、５における格子状の一定幅の露出面における中心線が切断線２となる。格子状のパターニングの幅（露出面の幅）は、例えば、５０μｍ〜３００μｍである。

この後は、図２（ｃ）に示すように、パターニングしたレジスト膜７、８をマスクとして用いて、大判のガラス基板１の両側から化学的エッチング、例えば、ウエットエッチングを施す。これにより、ガラス基板１の両側の面４、５の露出面の部位から、徐々にエッチングが基板深さ方向に進行して、それぞれ、断面が台形状の凹部４ａ、５ａが形成される。これら凹部４ａ、５ａによって、薄肉の切断予定部６が形成される。両側からの化学的エッチングによって、ガラス基板１における切断線２を含む切断予定部６の厚さｔ２は、元のガラス基板１の厚さｔ１よりも大幅に薄くなる。

化学的エッチングによって、切断予定部６の厚さｔ２を、４０μｍ〜２００μｍにする。例えば、約１００μｍにする。この後は、図２（ｄ）に示すように、レジスト膜７、８をエッチ除去する。

次に、図３（ａ）に示すように、化学強化工程を行う。化学強化工程によって、切断予定部６が形成されたガラス基板１の両側の面４、５に、化学強化層１１、１２を形成する。化学強化層１１、１２の厚さｔ３（ＤＯＬ）は、切断予定部６の厚さｔ２の１／２以上とされる。切断予定部６の厚さｔ２が１００μｍの場合には、約５０μｍとする。この結果、薄い切断予定部６においては、両側の面４、５に形成した化学強化層１１、１２が相互に繋がり、その厚さ方向の全体が化学強化層になる。

この後は、図３（ｂ）に示すように、導電膜形成工程を行う。この工程では、ガラス基板１の一方の面５（タッチパネル３の裏面となる面）に、センサー用のＩＴＯからなる透明導電薄膜を形成し、ホトリソグラフィー法によって電極の多層配線パターン１３を形成する。センサー用の配線パターンは、格子状に形成されている薄肉の切断予定部６によって囲まれている多数の矩形領域、すなわち、１枚分のタッチパネル３の形成領域３Ａのそれぞれに形成される。

次に、図３（ｃ）に示すように、切断工程を行う。切断工程では、切断予定部６に沿ってガラス基板１を切断して、当該ガラス基板１を、多数枚の第２ガラス基板であるタッチパネル３に分離する。切断方法としては、超硬ホイールカッター、ダイヤモンドカッター等の機械加工、レーザー加工による切断加工などを採用できる。

図３（ｄ）に示すように、得られた各タッチパネル３の切断端面６ａ、６ｂは、化学強化層からなる面である。すなわち、ガラス基板１の全周囲が化学強化層１１、１２で覆われた状態のタッチパネル３が得られる。

この後は、各タッチパネル３の強度試験を行った後に、端面処理工程を行う。この工程では、各タッチパネル３の切断端面６ａ、６ｂを含むタッチパネル３の端面に、機械研磨加工を施す。例えば、切断端面６ａ、６ｂは、図４（ａ）に示すＲ面６ｃ、図４（ｂ）に示すＣ面６ｄ等の仕上面とされる。この後に、再度、各タッチパネル３の強度試験を行う。このようにして、１枚のガラス基板１から多数枚のタッチパネル３が得られる。

なお、切断予定部６の厚さとしては、ガラス基板１が切断されるまでの間において必要とされる強度を得るために最低限必要な厚さを確保しておけばよい。この範囲内で、なるべく薄くすることが望ましい。これにより、切断予定部６の厚さ方向の全体に亘って化学強化層を確実に形成でき、切断予定部６の切断を短時間で効率良く行うことができる。

また、上記の例では、ガラス基板１を両側の面から化学的エッチングして薄肉の切断予定部６を形成している。この代わりに、ガラス基板１の一方の面から化学的エッチングを施して、薄肉の切断予定部６を形成することも可能である。また、ガラス基板１の一方の面から化学強化処理を施して、薄肉の切断予定部６を、その厚さ方向の全体に亘って化学強化層にすることも可能である。

一方、上記の例は、本発明の方法を静電容量型タッチパネルの製造方法に適用した場合である。本発明の方法は、タッチパネルに限らず、導電膜パターンが表面に形成される各種の用途に用いられるガラス基板を製造するための方法として用いることができる。

また、上記の例は、ガラス基板表面に導電膜パターンが形成された構成のタッチパネルなどの基板を製造する場合のものである。本発明は、導電膜パターンを形成しない場合にも適用できる。すなわち、１枚の大判のガラス基板から、切断端面を含む表面全体が化学強化層で覆われた構成の多数枚のガラス基板を製造する場合に適用できる。

１ ガラス基板
２ 切断線
３ タッチパネル
３Ａ タッチパネルの形成領域
４、５ ガラス基板の両側の面
４ａ、５ａ 凹部
６ 切断予定部
６ａ、６ｂ 切断端面
７、８ レジスト膜
１１、１２ 化学強化層
１３ 多層配線パターン
ｔ１ ガラス基板の厚さ
ｔ２ 切断予定部の厚さ
ｔ３ 化学強化層の厚さ

Claims (6)

1. 第１ガラス基板に化学的エッチングを施して、当該第１ガラス基板の厚さより薄い第１厚さを備えた所定幅の切断予定部を形成する切断予定部形成工程と、
   前記第１ガラス基板に化学強化処理を施して、当該第１ガラス基板の両側の面のうちの少なくとも一方に所定厚さの化学強化層を形成し、かつ、前記切断予定部を、その厚さ方向の全体に亘って化学強化層にする化学強化工程と、
   前記切断予定部に沿って前記第１ガラス基板を切断して、複数枚の第２ガラス基板に分離する切断工程と、
   を有していることを特徴とするガラス基板の製造方法。
2. 前記切断予定部形成工程では、前記第１ガラス基板の両側の面に前記化学的エッチングを施し、
   前記化学強化工程では、前記第１ガラス基板の両側の面のそれぞれに、前記第１厚さの１／２以上の厚さの前記化学強化層を形成する請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
3. 前記第１ガラス基板の厚さは０．５ｍｍ〜１．３ｍｍであり、
   前記切断予定部の前記第１厚さは４０μｍ〜２００μｍであり、
   前記化学強化層の厚さは２０μｍ〜１００μｍである請求項２に記載のガラス基板の製造方法。
4. 前記切断工程に先立って、前記第１ガラス基板の一方の面における前記切断予定部以外の部位に導電膜パターンを形成する導電膜形成工程を有している請求項１ないし３のうちのいずれか一つの項に記載のガラス基板の製造方法。
5. 前記切断工程の後に、前記第２ガラス基板の切断端面に表面処理を施す端面処理工程を有する請求項１ないし４のうちのいずれか一つの項に記載のガラス基板の製造方法。
6. 前記切断予定部形成工程では、前記化学的エッチングによって形成された前記切断予定部の表面にサンドブラスト加工を施す請求項１ないし５のうちのいずれか一つの項に記載のガラス基板の製造方法。

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