JP4845232B1 - 薄板ガラス基板貼合体およびその製造方法 - Google Patents

薄板ガラス基板貼合体およびその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ガスや水蒸気の透過を略１００％ガード可能であり、しかも透明性が高く、厚みの薄い薄板ガラス基板貼合体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】ガラス基板１の一の面にパターンＰ形成後、この一の面に支持体３を仮着し、ガラス基板１の他の面をエッチング処理してガラス基板１を薄肉化し、このエッチング処理後の他の面にフィルム基材５を仮着し、ガラス基板１の一の面に仮着された支持体３を剥離し、支持体３が剥離された後の一の面と、カバーガラス６の一の面と、を貼合し、仮着されたフィルム基材５を他の面から剥離する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ガスや水蒸気の透過を略１００％ガード可能であり、しかも透明性が高く、厚みの薄い薄板ガラス基板貼合体及びその製造方法に関する。
近年、タッチパネルを採用したスマートフォンやタブレットＰＣなどが市場に出回っており、薄板化、光学特性としての透過率の向上及び熱や吸湿に対する信頼性の要求が高まってきている。
このような薄型化に対する方法として、ＬＣＤやＥＬ等の表示体セルとタッチパネルを一体化したオンセル方式を採用する動きがある。しかしながら、表示体セルとの一体構造は表示体セルを作成後その表示体セル表面にタッチパネルセンサの加工を施すため製造時のリスクが大きく実現性に問題が生じる。その解決方法としてセンサ基板を極限まで薄くしたものを表示体セルに貼合わせることで、オンセル方式の構造に近い効果をもたらすことができる。
しかし、センサ基板の材料にフィルムを用いると、高性能な特性を要求する場合、電極の抵抗値を低くしなければならない。その場合、高温での加工処理が必要になりフィルムでは限界がある。
そこで、本発明者らは、特許文献１に記載のフレキシブルガラス基板を発明したものである。しかしながら、上記市場の要求は更に高まっており、更に薄く、軽く、バッテリーの寿命・延命のためにも高透過性、性能及び信頼性も高いタッチパネルの開発が望まれていた。
しかしながら、ガラスを最大限薄板化したものが本発明者らの発明した特許文献１に記載のフレキシブルガラスであり、これ以上のガラスの薄板化は困難を極める。一方、ガラスを薄板化すると割れ易いことから基材フィルムを接着したのであるから、この基材フィルムは必須の構成要素である。したがって、このフレキシブルガラスを単純に薄板化するためには、基材フィルムの厚みを薄くするしかないのが現状である。基材フィルムの厚みが薄くなれば全体として厚みも薄くなるうえ、光学特性としての透過性もあがるからである。
このような状況下において、上記市場の要求に応えるのは困難であったが、本発明者らは発想を転換することにより本発明を発明するに至った。
特許第４５６５６７０号公報
本発明は、上記市場の更なる要求に応える以下のとおりのものである。すなわち、本発明は、ガスや水蒸気の透過を略１００％ガード可能であり、しかも従来に比して透明性が高く、厚みも薄い薄板ガラス基板貼合体及びその製造方法を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明の薄板ガラス基板貼付合体の製造方法は、ガラス基板の一の面にパターン形成後、この一の面に支持体を耐酸性の接着剤により仮着し、該ガラス基板の他の面をエッチング処理して該ガラス基板を薄肉化し、このエッチング処理後の他の面に自己吸着性微粘着フィルム基材を仮着し、ガラス基板の一の面に仮着された支持体を剥離し、支持体が剥離された後の一の面と、カバーガラス，カバーフィルムあるいは表示パネルの一の面と、を貼合し、仮着されたフィルム基材を他の面から剥離してなることを特徴とする。
また、本発明の薄板ガラス基板貼付合体の製造方法は、ガラス基板の一の面にパターン形成後、この一の面に支持体を耐酸性の接着剤により仮着し、該ガラス基板の他の面をエッチング処理して該ガラス基板を薄肉化し、このエッチング処理後の他の面に自己吸着性微粘着フィルム基材を仮着し、ガラス基板の一の面に仮着された支持体を剥離し、この一の面に第２のフィルム基材を仮着し、他の面に仮着されたフィルム基材を剥離し、フィルム基材が剥離されて表出した面と、力バーガラス，カバーフィルムあるいは表示パネルの一の面と、を貼合し、仮着された第２のフィルム基材を一の面から剥離してなることを特徴とする。
前記ガラス基板の一の面にはＦＰＣまたはＩＣがボンディングされたＣＯＧ基板が取り付けられていてもよい。
前記ガラス基板は大板ガラス基板であり、前記フィルム基材及び前記第２のフィルム基材は大板ガラスに対応するサイズであり、支持体が剥離された後あるいは前記第２のフィルムが仮着された後に、製品サイズにカットされるようにしてもよい。
本発明にあっては、ガラス基板の一の面にパターン形成後、この一の面に支持体を耐酸性の接着剤により仮着し、該ガラス基板の他の面をエッチング処理して該ガラス基板を薄肉化し、このエッチング処理後の他の面に自己吸着性微粘着フィルム基材を仮着し、ガラス基板の一の面に仮着された支持体を剥離し、支持体が剥離された後の一の面と、カバーガラス，カバーフィルムあるいは表示パネルの一の面と、を貼合し、仮着されたフィルム基材を他の面から剥離する、あるいは、一の面に第２のフィルム基材を仮着し、他の面に仮着されたフィルム基材を剥離し、フィルム基材が剥離されて表出した面と、力バーガラス，カバーフィルムあるいは表示パネルの一の面と、を貼合し、仮着された第２のフィルム基材を一の面から剥離してなるようにした。これにより、ガスや水蒸気の透過を略１００％ガード可能であり、しかも透明性が高く、厚みの薄い薄板ガラス基板貼合体が得られるといった効果を奏することができる。また、ガラスは高温での加工処理が可能でありセンサとしての高性能さには高い評価がある材料であるので、そのものを薄板化加工してガラスのみを表示体セルに貼り合わせることでオンセル方式に近い効果が期待できる。
本発明の薄板ガラス基板貼合体の製造方法を説明するための図であり、薄板化工程及び基材フィルム貼付工程を示す説明図。 本発明の薄板ガラス基板貼合体の製造方法を説明するための図であり、薄板ガラス基板転写工程を示す説明図。 本発明の薄板ガラス基板貼合体の他の製造方法における薄板ガラス基板貼合工程を示す説明図。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の薄板ガラス基板貼合体の製造方法を説明するための図であり、薄板化工程及び基材フィルム貼付工程を示す説明図、図２は本発明の薄板ガラス基板貼合体の製造方法を説明するための図であり、薄板ガラス基板転写工程を示す説明図、図３は本発明の薄板ガラス基板貼合体の他の製造方法における薄板ガラス基板貼合工程を示す説明図である。なお、図１においては、（ｆ）に示すガラス基板はエッチングで削って薄くされた後のものであり、（ａ）に示すガラス基板とは厚みの点において構成が異なるが、厚みのみが異なるだけであるので同一の符号を付している。
なお、以下の実施形態においては、本発明の薄板ガラス基板貼合体を静電容量式タッチパネル（以下単に「タッチパネル」という）として説明するが、これに限定されるものではない。
図２（ｅ）に示す本発明のタッチパネルは、本発明の薄板ガラス基板貼合体の製造方法の過程で薄板化されたガラス基板１と、カバーガラス６とが接着剤７により貼合されてなる。接着面は、ガラス基板１のパターンＰの形成面である。
この本発明のタッチパネルは、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマパネルディスプレイ、電子ペーパ等の薄型ディスプレイやその他キーボードの代替品等を製造する際に用いられるものである。
ガラス基板１へのパターンＰの形成方法としては既存の種々の手法が適用可能である。例えばそのような手法としては、インジウム−スズの複合酸化物（ＩＴＯ）を真空蒸着法やスパッタリング法等のドライプロセスにて成膜する方法がある。
本発明に用いられるフィルム基材５の材質は特に限定されない。例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン樹脂、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、ポリスチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、アクリロニトリルスチレン樹脂、ポリ塩化ビニリデン等を用いることができる。フィルム基材５は、薄板化されたガラス基板１に仮着された後、剥離してしまうため、その厚みは特に限定されない。
次に、図１を参照して本発明のタッチパネルの製造方法について詳細に説明する。
まず、図１（ａ）に示すように、ガラス基板１を用意する。このガラス基板１の厚みは特に限定されないが、加工性を考慮すると０．２〜０．７ｍｍの厚みのものが好適である。ガラス基板１の大きさは、例えば、板厚が０．２ｍｍであれば３００ｍｍ角、４００ｍｍ角、板厚が０．７ｍｍであれば１ｍ角のものを使用可能であり、この加工前のガラス基板１の大きさは、取扱い性を考慮すると、板厚との関係において適宜決定される。
次いで、このガラス基板１の一の面（図１（ｂ）では上面）に、ＣＶＤ、スパッタ、蒸着、めっき等により成膜処理をした後フォトエッチングまたは印刷等によりパターンＰを形成する。なお、パターンＰは単層、多層のいずれの構造でもよい。本発明においては、ガラス基板１の板厚が厚いままパターン加工が可能なため、基板サイズの大型化が可能である。また、パターン形成をする際には１５０°〜３５０°の高温プロセスを要するので、プラスチックフィルムであれば耐熱性に問題が生じるが、本発明においては、フィルム基材５を貼合する前のガラス基板１に対しパターン加工をするので、耐熱性の面における問題は生じない。
続いて、図１（ｃ）に示すように、ガラス基板１のパターンＰが形成された面に、支持体３を接着剤２を介して仮着させる。支持体３はガラス板や樹脂の板が適用可能であるが、ある程度の腰があればフィルム材でもよい。また、接着剤２は、後から支持体３を剥離しやすいように、ガラス基板１の周縁に塗布されている。なお、この接着剤２は、エッチングの際にエッチング液がガラス基板１と支持体３との間に入らないように機能することになるので、耐酸性のものである。
次に、図１（ｄ）に示すように、ガラス基板１の他の面（図１（ｄ）では下面）を、フシ酸等でエッチングして削って薄板化加工をする。本発明においては、ガラス基板１の板厚が２〜５０μｍになるまで削る。本発明においては、ガラス基板１を支持体３により支持した状態でエッチング加工ができるので、薄板化が図れるようになった。この点は前述の特許文献１に記載の発明による効果である。なお、板厚はこれに限定されない。
前記エッチング加工によりガラス基板１の厚さを所望の厚さまで削ったならば、次いで、図１（ｅ）に示すように、ガラス基板１の他の面（図１（ｅ）では下面）にフィルム基材５を微粘着テープ４により仮着させる。
ただし、フィルム基材５は、薄板化されたガラス基板が割れないように保持するものであるが、カバーガラス６にガラス基板１が接着された後には剥離されるものでもある。よって、これらの機能をフィルム基材５が発揮できる程度にフィルム基材５を保持できれば、微粘着テープ４は他のものであってもよい。
例えば、住友ベークライト株式会社製のスミライト（登録商標）ＦＳＬなどのＵＶ硬化型ダイシングテープ、シリコン・ウレタン・アクリル製の微粘着フィルム、剥離強度０．０１〜０．２０（Ｎ／２５ｍｍ）の自己吸着性微粘着フィルム、フジコピアン株式会社のＦＩＸＦＩＬＭ（登録商標）などのり剤を使用しない吸着フィルムなどが適用可能である。
その後、図１（ｆ）に示すように、ガラス基板１の一の面に仮着させていた支持体３をガラス基板１から剥離する。すると、図１（ｆ）に示す、パターンＰが形成され、かつ薄板化されたガラス基板１とフィルム基材５とが微粘着テープ４により仮着された状態のフィルム基材仮着基板１０が製造される。支持体３を剥離する方法としては、例えば、熱による軟化ないし光による分解、刃物により剥離する等の方法が適用可能である。
次いで、図２に示す薄板ガラス基板転写工程を行なう。
まず、上述のようにして製造されたフィルム基材仮着基板１０を図２（ａ）に示すように製品サイズにカットする。なお、本実施形態においては、大板を製品サイズにカットしてからカバーガラスにガラス基板を転写しているが、大板サイズのままカバーガラスあるいは製品カット前の表示体セルに転写しその後製品サイズにカットしてもよい。
次に、表面に接着剤７が着いたカバーガラス６に、製品サイズにカットされたフィルム基材仮着基板１００のパターンＰ形成面側を接着する（図２（ｂ）、（ｃ）参照）。ここでは、接着剤７をカバーガラス６側に着けたがフィルム基材仮着基板１００側に接着剤７を着けてもよい。接着の前には、ＩＣ９が搭載されたＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）８を取り付けておく。接着剤７の厚みは、５〜２００μｍ、ＦＰＣ８の厚みによって異なるが一般的には５０〜１２５μｍ、好適には７５〜１２５μｍであるがこれに限定されるものではない。なお、ＦＰＣの変わりにＩＣがボンディングされたＣＯＧ基板を取り付けてもよい。
その後、図２（ｄ）に示すように、ガラス基板１（ここでは製品サイズにカットされたガラス基板を意味する）からフィルム基材５（ここではカットされたものを意味する）を剥離する。すると、図２（ｅ）に示すような、カバーガラス６に薄板化されたガラス基板１が接着剤７により貼合されたタッチパネルが完成する。なお、フィルム基材５の剥離方法は、使用する微粘着テープ４の素材によりそれぞれ異なる。
このような製造方法によれば、従来では必須の構成であったフィルム基材を使用しないタッチパネルが製造できるので、従来に比して薄型化、光学特性において透過性の向上が図れる。更に、フィルム基材を使用しないので、熱特性にも優れている。
なお、本発明の薄板ガラス基板貼合体の製造方法に関しては以下のような他の実施形態がが適用可能である。
例えば、図３（ａ）に示すように、図１（ｆ）に示す支持体３を剥離した面に、フィルム基材５Ｂを微粘着テープ４Ｂにより仮着させる。なお、図３（ａ）においては、このフィルム基材５Ｂと微粘着テープ４Ｂと区別するために、フィルム基材５Ａ及び微粘着テープ４Ａとして表記しているが、これらは前記のフィルム基材５及び微粘着テープ４と同様である。また、微粘着テープ４Ａと微粘着テープ４Ｂの材料は同一であってもよいが、多少微粘着テープ４Ｂの方が粘着力が強い方が好適である。フィルム基材５Ａの方がフィルム基材５Ｂよりも先に剥離するからである。
その後、前記同様、製品サイズにカットし（図３（ｂ））、次いで、フィルム基材５Ａを剥離するとともに、この剥離した面に粘着剤７を着け（図３（ｃ）、（ｄ））、カバーガラス６と接着する（図３（ｅ））。なお、接着剤７はカバーガラス６側に着けてもよい。その後、フィルム基材５Ｂを剥離すると、図３（９）のようにパターンＰが表面に露出した状態のタッチパネルが製造できる。このようにすれば、ＦＰＣ取り付け面が上面に表面にくるため、接着剤７の厚みを５〜２０μｍ程度に薄くできる。
１ ガラス基板
２ 接着剤
３ 支持体
４、４Ａ、４Ｂ 微粘着テープ
５、５Ａ、５Ｂ フィルム基材
６ カバーガラス
７ 接着剤
８ ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）
９ ＩＣ
１０ フィルム基材仮着基板
Ｐ パターン

Claims (4)

  1. ガラス基板の一の面にパターン形成後、この一の面に支持体を耐酸性の接着剤により仮着し、
    該ガラス基板の他の面をエッチング処理して該ガラス基板を薄肉化し、
    このエッチング処理後の他の面に自己吸着性微粘着フィルム基材を仮着し、
    ガラス基板の一の面に仮着された支持体を剥離し、
    支持体が剥離された後の一の面と、カバーガラス，カバーフィルムあるいは表示パネルの一の面と、を貼合し、
    仮着されたフィルム基材を他の面から剥離してなること
    を特徴とする薄板ガラス基板貼合体の製造方法。
  2. ガラス基板の一の面にパターン形成後、この一の面に支持体を耐酸性の接着剤により仮着し、
    該ガラス基板の他の面をエッチング処理して該ガラス基板を薄肉化し、
    このエッチング処理後の他の面に自己吸着性微粘着フィルム基材を仮着し、
    ガラス基板の一の面に仮着された支持体を剥離し、
    この一の面に第２のフィルム基材を仮着し、
    他の面に仮着されたフィルム基材を剥離し、
    フィルム基材が剥離されて表出した面と、力バーガラス，カバーフィルムあるいは表示パネルの一の面と、を貼合し、
    仮着された第２のフィルム基材を一の面から剥離してなること
    を特徴とする薄板ガラス基板貼合体の製造方法。
  3. 前記ガラス基板の一の面にはＦＰＣまたはＩＣがボンディングされたＣＯＧ基板が取り付けてなることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の薄板ガラス基板貼合体の製造方法。
  4. 前記ガラス基板は大板ガラス基板であり、前記フィルム基材及び前記第２のフィルム基材は大板ガラスに対応するサイズであり、支持体が剥離された後あるいは前記第２のフィルムが仮着された後に、製品サイズにカットされることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の薄板ガラス基板貼合体の製造方法。
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