KR20200044725A - 유리의 에칭 방법 및 에칭 처리 장치, 및 유리판 - Google Patents
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Abstract
유리의 에칭 방법은 유리(G)를 에칭액(E)에 침지해서 에칭 처리를 행하는 에칭 공정(S2)을 구비한다. 에칭 공정(S2)은 에칭액(E)을 유리(G)의 표면(MS)과 상대적으로 유동시킴으로써 에칭 처리를 행한다.
Description
본 발명은 유리의 에칭 방법 및 에칭 처리 장치, 및 유리판에 관한 것이다.
디지털 카메라 등에 있어서는, CCD나 CMOS 등의 고체 촬상 소자 디바이스가 사용되고 있다. 이들 고체 촬상 소자 디바이스는 광범위한 수광 감도를 갖고 있으므로, 인간의 시각에 맞추기 위해서 적외역의 광을 제거할 필요가 있다. 하기의 특허문헌 1에서는, 적외역의 광을 제거하기 위한 근적외선 차단필터로서 불소인산염계 유리로 이루어지는 적외선 흡수 유리판이 개시되어 있다. 특허문헌 1에서는, 양면 연마기를 사용한 물리 연마 등에 의해 유리판의 두께가 얇게 되어 있다.
최근, 고체 촬상 소자에 있어서는 보다 한층의 소형화가 요구되고 있다. 그 때문에, 고체 촬상 소자 디바이스를 구성하는 적외선 흡수 유리에 있어서도 한층의 박형화가 요구된다. 그러나, 적외선 흡수 유리는 다른 일반적인 유리에 비해서 기계적 강도가 약하기 때문에, 특허문헌 1과 같은 물리 연마에서는 유리판의 두께를 얇게 할 때에 유리판의 균열이 발생하기 쉽다고 하는 문제가 있었다. 또한, 얇게 가공된 유리판의 끝면을 가공할 경우에도 파손이 생기기 쉽다고 하는 문제가 있었다.
그래서 본 발명은, 유리에 균열을 발생시키지 않고 상기 유리를 가공하고, 치수나 표면 상태를 변경하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명에 따른 에칭 방법은 상기 과제를 해결하기 위한 것이고, 유리를 에칭액에 침지해서 에칭 처리를 행하는 에칭 공정을 구비하고, 상기 에칭 공정은 상기 에칭액을 상기 유리의 표면과 상대적으로 유동시킴으로써 상기 에칭 처리를 행하는 것을 특징으로 한다.
본 방법에 의하면, 에칭 공정 중에 유리의 표면을 따라서 에칭액을 상대적으로 유동시킴으로써 에칭액을 유동시키지 않을 경우와 비교하여 유리의 표면에 대하여 균일하게 에칭 처리를 행할 수 있다. 이 에칭 처리에 의해서, 앞공정에 있어서 유리에 존재하고 있었던 마이크로크랙 등의 결함이 제거된다. 이것에 의해, 물리 연마의 경우와 비교하여 유리에 균열을 발생시키지 않고 상기 유리의 두께를 얇게 하는 것이 가능하게 된다.
본 방법에 있어서, 상기 유리는 유리판인 것이 바람직하고, 상기 에칭 공정에 있어서 상기 유리판은 상기 홀더에 유지된 상태에서 상기 에칭액에 침지되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 유리판을 홀더에 유지함으로써 복수의 유리판의 표면에 대하여 안정적 또한 균일한 에칭 처리를 실시할 수 있다.
본 방법에서는, 상기 에칭 공정에 있어서 상기 홀더를 상기 에칭액 속에서 이동시키는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 홀더를 상기 에칭액 속에서 연속적으로 회전시켜도 좋고, 또는 상기 홀더를 상기 에칭액 속에서 간헐적으로 회전시켜도 좋다. 홀더를 회전시킴으로써 유리판을 그 표면에 직교하는 축선 주위로 회전시킬 수 있다. 이것에 의해, 유리판의 표면을 따라서 에칭액을 상대적으로 유동시킬 수 있다.
또한, 본 방법에서는, 상기 에칭 공정에 있어서 에칭 레이트가 0.001㎜/h 이상 0.1㎜/h 이하로 설정되어 있고, 상기 홀더를 10rpm 이하의 속도로 회전시키는 것이 바람직하다.
본 방법에서는, 상기 유리는 상기 홀더에 직립 자세로 유지되는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 유리의 표면에 대한 에칭액의 상대적인 유동을 적합하게 발생시킬 수 있다.
본 방법에 있어서, 상기 홀더는 프레임체와 상기 프레임체에 붙여진 테이프를 구비한 것이라도 좋다. 이 경우, 상기 유리판은 한쪽의 주표면을 상기 테이프에붙여진 상태에서 상기 홀더에 유지되는 것이 바람직하다.
본 방법에서는, 상기 에칭 공정에 있어서 상기 에칭액을 상기 유리의 상기 표면에 대하여 10m/sec 이하의 속도로 상대적으로 유동시킴으로써 상기 에칭 처리를 행하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 유리의 표면에 대하여 균일한 에칭 처리를 정밀도 좋게 실시할 수 있다.
본 방법에서는, 상기 에칭액은 에칭 탱크에 수용되어 있고, 상기 에칭 공정은 상기 에칭액의 상부 영역을 냉각하는 냉각 공정을 갖는 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서, 상기 냉각 공정에서는 상기 에칭액의 액면에 냉각 가스를 접촉시키는 것이 바람직하다.
에칭액 중에서는, 에칭 처리가 진행함에 따라서 에칭에 의해 제거된 유리의 입자가 침강하여 에칭 탱크의 바닥에 침전한다. 이 때문에, 에칭 탱크 내에서는 상기 입자의 농도차에 의해 에칭액에 있어서의 저부 근처의 하부 영역과, 액면 근처의 상부 영역에 있어서 유리의 에칭 레이트가 다르다. 즉, 하부 영역에 위치하는 유리 부분의 에칭 처리가 느리고, 상부 영역에 위치하는 유리 부분의 에칭 처리가 상대적으로 빠르게 진행하게 된다. 본 발명에서는, 에칭액의 상부 영역을 냉각함으로써 상기 상부 영역에 위치하는 유리 부분의 에칭 처리의 속도를 저하시킨다. 이것에 의해, 하부 영역에 위치하는 유리 부분의 에칭 처리의 속도와의 균형을 도모하고, 유리 표면에 대하여 균일한 에칭 처리를 실시하는 것이 가능하게 된다.
본 방법에 있어서, 상기 유리는 조성으로서 질량%로 P2O5를 25% 이상 포함하는 인산염계 유리이며, 상기 에칭액은 알칼리 성분으로서 킬레이트제의 알칼리염을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 유리판의 표면은 제1주표면과, 제2주표면과, 상기 제1주표면과 제2주표면을 연결시키는 끝면을 포함하고, 상기 제1주표면 및 상기 제2주표면은 시트 부재에 의해 피복되어도 좋다. 이 경우, 상기 에칭 공정에서는 상기 에칭액을 상기 유리판의 상기 끝면과만 상대적으로 유동시킴으로써 상기 에칭 처리가 행해져도 좋다. 이것에 의해, 제1주표면과 제2주표면 사이의 두께를 얇게 하지 않고, 끝면만을 가공할 수 있다.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위한 것이고, 에칭액을 수용하는 에칭 탱크와, 유리를 유지하는 홀더를 구비하는 에칭 처리 장치에 있어서, 상기 홀더는 상기 에칭액에 침지된 상태에서 상기 에칭액을 상기 유리의 표면과 상대적으로 유동시키도록 이동 가능하게 구성되는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하면, 홀더를 에칭액 내에서 이동시킴으로써 유리의 표면을 따라서 에칭액을 상대적으로 유동시킬 수 있다. 이것에 의해, 물리 연마의 경우와 비교하여 유리에 균열을 발생시키지 않고 상기 유리의 두께를 얇게 하는 것이 가능하게 된다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 것이고, 조성으로서 질량%로 P2O5를 25% 이상 포함하는 유리판으로서, 평균 두께가 0.2㎜ 이하이며, 최대 두께와 최소 두께의 차가 15㎛ 이하이며, 파장 700㎚에 있어서의 분광 투과율이 40% 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 유리에 균열을 발생시키지 않고 상기 유리를 가공할 수 있다.
도 1은 에칭 처리 장치의 사시도이다.
도 2는 에칭 처리 장치의 정면도이다.
도 3은 홀더의 정면도이다.
도 4는 홀더의 측면도이다.
도 5는 홀더의 평면도이다.
도 6은 제1고정부를 나타내는 측면도이다.
도 7은 제2고정부를 나타내는 평면도이다.
도 8은 도 3의 VIII-VIII선 단면도이다.
도 9는 유리의 에칭 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 10a는 홀더의 일부 동작을 나타내는 단면도이다.
도 10b는 홀더의 일부 동작을 나타내는 단면도이다.
도 11은 유리의 에칭 방법의 일공정을 나타내는 단면도이다.
도 12는 유리의 에칭 방법의 일공정을 나타내는 단면도이다.
도 13은 유리의 에칭 방법의 다른 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 14는 유리의 에칭 방법 및 처리 장치의 다른 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 15는 유리의 에칭 방법 및 처리 장치의 다른 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 16은 유리의 에칭 방법 및 처리 장치의 다른 실시형태를 나타내는 정면도이다.
도 17은 홀더의 정면도이다.
도 18은 도 17의 XVIII-XVIII선 단면도이다.
도 19는 유리의 에칭 방법 및 처리 장치의 다른 실시형태를 나타내는 홀더의 정면도이다.
도 20은 도 19의 XX-XX선 단면도이다.
도 2는 에칭 처리 장치의 정면도이다.
도 3은 홀더의 정면도이다.
도 4는 홀더의 측면도이다.
도 5는 홀더의 평면도이다.
도 6은 제1고정부를 나타내는 측면도이다.
도 7은 제2고정부를 나타내는 평면도이다.
도 8은 도 3의 VIII-VIII선 단면도이다.
도 9는 유리의 에칭 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 10a는 홀더의 일부 동작을 나타내는 단면도이다.
도 10b는 홀더의 일부 동작을 나타내는 단면도이다.
도 11은 유리의 에칭 방법의 일공정을 나타내는 단면도이다.
도 12는 유리의 에칭 방법의 일공정을 나타내는 단면도이다.
도 13은 유리의 에칭 방법의 다른 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 14는 유리의 에칭 방법 및 처리 장치의 다른 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 15는 유리의 에칭 방법 및 처리 장치의 다른 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 16은 유리의 에칭 방법 및 처리 장치의 다른 실시형태를 나타내는 정면도이다.
도 17은 홀더의 정면도이다.
도 18은 도 17의 XVIII-XVIII선 단면도이다.
도 19는 유리의 에칭 방법 및 처리 장치의 다른 실시형태를 나타내는 홀더의 정면도이다.
도 20은 도 19의 XX-XX선 단면도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1 내지 도 12는 본 발명에 따른 유리의 에칭 방법 및 에칭 처리 장치의 일실시형태를 나타낸다.
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 에칭 처리 장치(1)는 유리를 유지하는 홀더(2)와, 에칭액(E)을 수용하는 에칭 탱크(3)와, 에칭액(E)의 냉각 장치(4)를 구비한다. 또, 본 실시형태에서는 유리의 일례로서 유리판(G)을 나타낸다. 유리판(G)은 사각형상으로 구성되지만, 이 형상에 한정되지 않는다. 유리판(G)은 표리 2면으로 이루어지는 주표면(이하, 단지 「표면」이라고 한다)(MS)과, 표면(MS)끼리를 연결하는 끝면(ES)을 갖는다. 끝면(ES)은 사각형상의 유리판(G)의 각 변에 있어서, 표면(MS)과 거의 직교하도록 형성된다.
본 실시형태에서는 적외선 흡수 기능이 우수한 인산염계의 유리판(G)에 에칭 처리를 실시하는 예를 나타낸다.
유리판(G)의 두께(표리 2면으로 이루어지는 표면(MS)간의 두께)는 0.4㎜ 이하, 바람직하게는 0.3㎜ 이하로 한다. 유리판(G)의 두께는 0.2㎜ 이하라도 좋고, 바람직하게는 0.19㎜ 이하이며, 보다 바람직하게는 0.15㎜ 이하, 더 바람직하게는 0.12㎜ 이하이다. 유리판(G)은, 예를 들면 고체 촬상 소자 디바이스의 적외선 차단필터로서 사용된다. 유리판(G)은 두께가 0.2㎜ 이하로 얇기 때문에 고체 촬상 소자 디바이스의 소형화에 크게 기여할 수 있다. 또, 두께가 지나치게 얇으면 반송 공정에서 유리판(G)을 들어올릴 때에 균열이 생기기 쉬워질 경우가 있다. 이 때문에, 유리판(G)의 두께는 0.05㎜ 이상인 것이 바람직하고, 0.08㎜ 이상인 것이 보다 바람직하다.
유리판(G)에 있어서의 각 표면(MS)의 면적은 100㎟ 이상 25000㎟ 이하로 할 수 있다. 각 표면(MS)의 면적의 바람직한 범위는 400㎟ 이상 25000㎟ 이하, 보다 바람직하게는 1000㎟ 이상 25000㎟ 이하, 더 바람직하게는 2500㎟ 이상 25000㎟ 이하, 특히 바람직하게는 5000㎟ 이상 25000㎟ 이하이다.
이하, 적외선 흡수 기능을 갖는 유리판(G)의 특징에 대해서 상세하게 설명한다. 유리판(G)에 사용되는 인산염계 유리는, F(불소)를 실질적으로 포함하고 있지 않은 것이 바람직하다. 여기에서, 「실질적으로 포함하고 있지 않은」이란, 질량%로 0.1% 이하의 불소를 포함하고 있어도 되는 것을 의미하고 있다.
이러한 인산염계 유리로서는, 예를 들면, 질량%로 P2O5 25∼60%, Al2O3 2∼19%, RO(단 R은, Mg, Ca, Sr 및 Ba로부터 선택되는 적어도 1종) 5∼45%, ZnO 0∼13%, K2O 8∼20%, Na2O 0∼12%, 및 CuO 0.3∼20%를 함유하고, 불소를 실질적으로 포함하고 있지 않은 유리를 사용할 수 있다.
P2O5는 유리 골격을 형성하는 성분이다. P2O5의 함유량은 질량%로, 바람직하게는 25∼60%이며, 보다 바람직하게는 30∼55%이며, 더 바람직하게는 40∼50%이다. P2O5의 함유량이 지나치게 적으면 유리화가 불안정해질 경우가 있다. 한편, P2O5의 함유량이 지나치게 많으면 내후성이 저하하기 쉬워질 경우가 있다.
Al2O3은 내후성을 보다 한층 향상시키는 성분이다. Al2O3의 함유량은 질량%로, 바람직하게는 2∼19%이며, 보다 바람직하게는 2∼15%이며, 더 바람직하게는 2.8∼14.5%이며, 특히 바람직하게는 3.5∼14.0%이다. Al2O3의 함유량이 지나치게 적으면 내후성이 충분하지 않은 경우가 있다. 한편, Al2O3의 함유량이 지나치게 많으면 용융성이 저하해서 용융 온도가 상승할 경우가 있다. 또, 용융 온도가 상승하면, Cu이온이 환원되어서 Cu2+로부터 Cu+로 시프트하기 쉬워지기 때문에, 소망의 광학특성이 얻어지기 어려워질 경우가 있다. 구체적으로는, 근자외∼가시역에 있어서의 광투과율이 저하하거나, 적외선 흡수 특성이 저하하기 쉬워지거나 할 경우가 있다.
RO(단 R은, Mg, Ca, Sr 및 Ba로부터 선택되는 적어도 1종)는 내후성을 개선함과 아울러 용융성을 향상시키는 성분이다. RO의 함유량은 질량%로, 바람직하게는 5∼45%이며, 보다 바람직하게는 7∼40%이며, 더 바람직하게는 10∼35%이다. RO의 함유량이 지나치게 적으면 내후성 및 용융성이 충분하지 않을 경우가 있다. 한편, RO의 함유량이 지나치게 많으면 유리의 안정성이 저하하기 쉽고, RO 성분 기인의 결정이 석출하기 쉬워질 경우가 있다.
또, RO의 각 성분의 함유량의 바람직한 범위는 이하와 같다.
MgO는 내후성을 개선시키는 성분이다. MgO의 함유량은 질량%로, 바람직하게는 0∼15%이며, 보다 바람직하게는 0∼7%이다. MgO의 함유량이 지나치게 많으면 유리의 안정성이 저하하기 쉬워질 경우가 있다.
CaO는 MgO와 마찬가지로 내후성을 개선시키는 성분이다. CaO의 함유량은 질량%로, 바람직하게는 0∼15%이며, 보다 바람직하게는 0∼7%이다. CaO의 함유량이 지나치게 많으면 유리의 안정성이 저하하기 쉬워질 경우가 있다.
SrO는 MgO와 마찬가지로 내후성을 개선시키는 성분이다. SrO의 함유량은 질량%로, 바람직하게는 0∼12%이며, 보다 바람직하게는 0∼5%이다. SrO의 함유량이 지나치게 많으면 유리의 안정성이 저하하기 쉬워질 경우가 있다.
BaO는 유리를 안정화함과 아울러 내후성을 향상시키는 성분이다. BaO의 함유량은 질량%로, 바람직하게는 1∼30%이며, 보다 바람직하게는 2∼27%이며, 더 바람직하게는 3∼25%이다. BaO의 함유량이 지나치게 적으면 충분하게 유리를 안정화할 수 없거나, 충분하게 내후성을 향상할 수 없거나 할 경우가 있다. 한편, BaO의 함유량이 지나치게 많으면 성형 중에 BaO 기인의 결정이 석출하기 쉬워질 경우가 있다.
ZnO는 유리의 안정성 및 내후성을 개선시키는 성분이다. ZnO의 함유량은 질량%로, 바람직하게는 0∼13%이며, 보다 바람직하게는 0∼12%이며, 더 바람직하게는 0∼10%이다. ZnO의 함유량이 지나치게 많으면 용융성이 저하해서 용융 온도가 높아지고, 결과적으로 소망의 광학특성이 얻어지기 어려워질 경우가 있다. 또한, 유리의 안정성이 저하하고, ZnO 성분 기인의 결정이 석출하기 쉬워질 경우가 있다.
이상과 같이, RO 및 ZnO는 유리의 안정화를 개선하는 효과가 있고, 특히 P2O5가 적을 경우에 그 효과를 향수하기 쉽다.
또, RO에 대한 P2O5의 함유량의 비(P2O5/RO)은, 바람직하게는 1.0∼1.9이며, 보다 바람직하게는 1.2∼1.8이다. 비(P2O5/RO)가 지나치게 작으면 액상 온도가 높아져서 RO 기인의 실투가 석출하기 쉬워질 경우가 있다. 한편, P2O5/RO가 지나치게 크면 내후성이 저하하기 쉬워질 경우가 있다.
K2O는 용융 온도를 저하시키는 성분이다. K2O의 함유량은 질량%로, 바람직하게는 8∼20%이며, 보다 바람직하게는 12.5∼19.5%이다. K2O의 함유량이 지나치게 적으면, 용융 온도가 높아져서 소망의 광학특성이 얻어지기 어려워질 경우가 있다. 한편, K2O의 함유량이 지나치게 많으면 K2O 기인의 결정이 성형 중에 석출되기 쉬워져 유리화가 불안정해질 경우가 있다.
Na2O도 K2O와 마찬가지로 용융 온도를 저하시키는 성분이다. Na2O의 함유량은 질량%로, 바람직하게는 0∼12%이며, 보다 바람직하게는 0∼7%이다. Na2O의 함유량이 지나치게 많으면 유리화가 불안정해질 경우가 있다.
CuO는 근적외선을 흡수하기 위한 성분이다. CuO의 함유량은 질량%로, 바람직하게는 0.3∼20%이며, 보다 바람직하게는 0.3∼15%이며, 더 바람직하게는 0.4∼13%이다. CuO의 함유량이 지나치게 적으면 소망의 근적외선 흡수 특성이 얻어지지 않을 경우가 있다. 한편, CuO의 함유량이 지나치게 많으면 자외∼가시역의 광투과성이 저하하기 쉬워질 경우가 있다. 또한 유리화가 불안정해질 경우가 있다. 또, 소망의 광학특성을 얻기 위한 CuO의 함유량은, 판두께에 따라 적당하게 조정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 성분 이외에도, B2O3, Nb2O5, Y2O3, La2O3, Ta2O5, CeO2 또는 Sb2O3 등을 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위에서 함유시켜도 좋다. 구체적으로는, 이들 성분의 함유량은 각각 질량%로, 바람직하게는 0∼3%이며, 보다 바람직하게는 0∼2%이다.
또한, 유리는 조성으로서 양이온% 표시로, P5+ 5∼50%, Al3+ 2∼30%, R'+(R'는 Li, Na 및 K로부터 선택되는 적어도 1종) 10∼50%, 및, R2+(R2+는 Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+ 및 Zn2+로부터 선택되는 적어도 1종) 20∼50%, Cu2+ 0.5∼15% 또한, 음이온% 표시로, F- 5∼80%, 및 O2- 20∼95%를 함유한다.
상기 조성에 추가해 또한, 음이온% 표시로, F- 5∼80%를 함유하는 조성으로 해도 된다.
보다 바람직하게는, 조성으로서 양이온% 표시로, P5+ 40∼50%, Al3+ 7∼12%, K+ 15∼25%, Mg2+ 3∼12%, Ca2+ 3∼6%, Ba2+ 7∼12%, Cu2+ 1∼15% 또한, 음이온% 표시로, F- 5∼80%, 및, O2- 20∼95%를 함유하는 인산염 유리를 사용할 수 있다.
바람직한 다른 조성의 유리로서는, 양이온% 표시로, P5+ 20∼35%, Al3+ 10∼20%, Li+ 20∼30%, Na+ 0∼10%, Mg2+ 1∼8%, Ca2+ 3∼13%, Sr2+ 2∼12%, Ba2+ 2∼8%, Zn2+ 0∼5%, Cu2+ 0.5∼5% 또한, 음이온% 표시로, F- 30∼65%, 및, O2- 35∼75%를 함유하는 불소인산 유리를 사용할 수 있다.
바람직한 다른 조성의 유리로서는, 양이온% 표시로, P5+ 35∼45%, Al3+ 8∼12%, Li+ 20∼30%, Mg2+ 1∼5%, Ca2+ 3∼6%, Ba2+ 4∼8%, Cu2+ 1∼6% 또한, 음이온% 표시로, F- 10∼20%, 및, O2- 75∼95%를 함유하는 불소인산 유리를 사용할 수 있다.
바람직한 다른 조성의 유리로서는, 양이온% 표시로, P5+ 30∼45%, Al3+ 15∼25%, Li+ 1∼5%, Na+ 7∼13%, K+ 0.1∼5%, Mg2+ 1∼8%, Ca2+ 3∼13%, Ba2+ 6∼12%, Zn2+ 0∼7%, Cu2+ 1∼5% 또한, 음이온% 표시로, F- 30∼45%, 및, O2- 50∼70%를 함유하는 불소인산 유리를 사용할 수 있다.
유리판(G)을 상기 조성으로 함으로써 가시역에 있어서의 보다 한층 높은 광투과율과 적외역에 있어서의 보다 한층 뛰어난 광흡수특성의 양자를 달성하는 것이 가능해진다. 구체적으로는, 파장 400㎚에 있어서의 광투과율은, 바람직하게는 78% 이상, 보다 바람직하게는 80% 이상이며, 파장 500㎚에 있어서의 광투과율은, 바람직하게는 83% 이상, 보다 바람직하게는 85% 이상이다. 한편, 파장 700㎚에 있어서의 광투과율은, 바람직하게는 40% 이하, 보다 바람직하게는 30% 이하이며, 파장 800㎚에 있어서의 광투과율은, 바람직하게는 20% 이하, 보다 바람직하게는 15% 이하다.
상기 조성의 유리판(G)은, 예를 들면 주조법, 롤아웃법, 다운드로우법, 또는 리드로우법 등의 성형 방법에 의해 판 형상으로 성형된다.
이하, 에칭 처리 장치(1)의 상세한 구성에 대하여 설명한다. 도 1 내지 도 7에 나타내는 바와 같이, 홀더(2)는 복수의 유리판(G)을 소정의 간격을 두고 유지하도록 구성된다. 홀더(2)는 에칭액(E)에 대한 내식성이 우수한 금속(예를 들면, 스테인리스강)에 의해 구성되지만, 이 재질에 한정되는 것은 아니다. 홀더(2)는 승강 장치 및 이동기구(도시하지 않음)를 통하여 상하 방향 및 수평 방향으로 이동 가능하게 구성된다. 홀더(2)는 복수의 유리판(G)을 유지한 상태에서 에칭 탱크(3)에 수용된 에칭액(E)에 침지된다. 홀더(2)는 에칭액(E)에 침지된 상태에서 그 자전에 의해 각 유리판(G)을 회전시킨다.
도 3 내지 도 5에 나타내는 바와 같이, 홀더(2)는 한쌍의 베이스 부재(5)와, 상기 한쌍의 베이스 부재(5)를 연결시키는 연결 부재(6)와, 유리판(G)을 유지하는 유지부(7, 8)와, 유지부(7)를 고정하는 록부(9)와, 상기 홀더(2)를 회전(자전)시키는 축부(10)를 구비한다.
한쌍의 베이스 부재(5)는 장방형상의 판 부재에 의해 구성된다. 각 베이스 부재(5)는 연결 부재(6)를 개재하여 소정의 간격을 두고 서로 대향하도록 배치된다. 이하, 각 베이스 부재(5)에 있어서 서로 마주하는 면을 내면(5a)이라고 하고, 내면(5a)과는 반대측의 면을 외면(5b)이라고 한다.
연결 부재(6)는 단면으로 볼 때 원형의 막대 형상 부재이지만, 이 형상에 한정되는 것은 아니다. 본 실시형태에서는 복수의 연결 부재(6)에 의해 한쌍의 베이스 부재(5)가 연결된다.
유지부(7, 8)는 사각형상의 유리판(G)에 있어서 대향하는 2변(평행한 2변)을 유지하는 제1유지부(7)와, 다른 2변(평행한 2변)을 유지하는 제2유지부(8)를 포함한다.
베이스 부재(5)에는 복수(도면예에서는 4개)의 제1유지부(7)가 설치된다(도 3 참조). 제1유지부(7)는 베이스 부재(5)에 회동 가능하게 지지된다. 각 제1유지부(7)는 한쌍의 기판(11)과, 기판(11)끼리를 연결하는 연결 부재(12a, 12b)와, 유리판(G)의 위치 결정을 행하는 고정부(이하 「제1고정부」라고 한다)(13)를 구비한다.
기판(11)은 베이스 부재(5)의 외면(5b)측에 배치된다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 기판(11)은 장척 형상으로 구성되는 제1의 부분(11a)과, 이 제1의 부분(11a)의 일단부로부터 직각으로 돌출하는 제2의 부분(11b)을 구비한다. 제1의 부분(11a)은 록부(9)의 일부가 맞물리는 개구부(11c)를 갖는다. 개구부(11c)는 사각형상으로 구성되지만, 이 형상에 한정되지 않는다.
제2의 부분(11b)은 그 일단부가 제1의 부분(11a)과 일체로 구성되고, 타단부가 베이스 부재(5)에 고정된다. 상세하게는, 제2의 부분(11b)은 지지축(14)을 통해서 베이스 부재(5)에 회동 가능하게 지지된다. 이것에 의해, 제1유지부(7)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 실선으로 나타내는 제1의 자세와, 2점 쇄선으로 나타내는 제2의 자세로 자세 변경 가능하게 구성된다. 제1의 자세는 유리판(G)을 유지 가능한 자세(유지 자세)이며, 제2의 자세는 유리판(G)의 유지를 해제함과 아울러 홀더(2)의 내측의 공간(한쌍의 베이스 부재(5)에 있어서의 내면(5a)간의 공간)에 대하여 유리판(G)을 출납하는 것을 가능하게 하는 자세(퇴피 자세)이다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 지지축(14)은 제1유지부(7)를 소정의 방향으로 바이어싱하는 바이어싱 부재(15)를 지지한다. 바이어싱 부재(15)는 비틀림 코일 스프링에 의해 구성되지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 바이어싱 부재(15)는 일단부가 베이스 부재(5)의 연결 부재(6)에 고정되고, 타단부가 제1유지부(7)의 연결 부재(12a)에 고정되어 있다. 바이어싱 부재(15)는 제1의 부분(11a)이 베이스 부재(5)로부터 벗어나도록 제1유지부(7)를 바이어싱한다. 즉, 바이어싱 부재(15)는 제1유지부(7)가 제1의 자세(유지 자세)로부터 제2의 자세(퇴피 자세)를 향하도록 상기 제1유지부(7)를 바이어싱한다.
연결 부재(12a, 12b)는 단면으로 볼 때 원형의 막대 형상 부재에 의해 구성되지만, 이 형상에 한정되지 않는다. 연결 부재(12a, 12b)는 한쌍의 기판(11)의 제1의 부분(11a)끼리를 연결한다. 본 실시형태에서는 2개의 연결 부재(12a, 12b)에 의해 기판(11)끼리가 연결되지만, 연결 부재(12a, 12b)의 수는 이것에 한정되지 않는다. 연결 부재(12a, 12b)는 제1의 부분(11a)의 일단부끼리를 연결하는 제1연결 부재(12a)와, 타단부(제2의 부분(11b)측의 단부)끼리를 연결하는 제2연결 부재(12b)를 포함한다.
제1고정부(13)는 제1연결 부재(12a)에 설치된다. 제1고정부(13)는 합성수지에 의해 구성되지만, 이 재질에 한정되지 않는다. 제1고정부(13)는 제1연결 부재(12a)의 길이 방향을 따른 장척 형상의 판 부재로서 구성된다. 도 4 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 제1고정부(13)는 유리판(G)의 한 변에 접촉 가능한 복수의 오목부(16)를 갖는다. 각 오목부(16)는 홀더(2)의 길이 방향을 따라서 일정한 간격(피치)으로 형성된다. 각 오목부(16)는 유리판(G)의 한 변에 있어서의 코너부(EG)에 접촉하는 한쌍의 사변부(17a, 17b)를 갖는다. 각 사변부(17a, 17b)는 유리판(G)의 표면(MS)에 평행한 방향에 대하여 소정의 각도로 경사져 있다. 바꾸어 말하면, 한쌍의 사변부(17a, 17b)는 소정의 각도로 교차하고 있다. 사변부(17a, 17b)의 교차 각도(θ1)(도 6 참조)는 40° 이상 100° 이하로 설정되는 것이 바람직하다.
도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 제2유지부(8)는 한쌍의 베이스 부재(5)의 사이에 설치된다. 제2유지부(8)는 한쌍의 베이스 부재(5)를 연결하는 한쌍의 연결 부재(18)와, 유리판(G)의 위치 결정을 행하는 고정부(이하 「제2고정부」라고 한다)(19)를 구비한다.
한쌍의 연결 부재(18)는 축부(10)의 중심을 지나는 축선(O)에 대하여 선대칭이 되도록 배치된다(도 5 참조). 제2고정부(19)는 합성수지에 의해 판 형상으로 구성되지만, 이 재질에 한정되지 않는다. 제2고정부(19)는 각 연결 부재(18)에 고정된다. 한쪽의 연결 부재(18)에 고정되는 제2고정부(19)와, 다른쪽의 연결 부재(18)에 고정되는 제2고정부(19)는, 서로 대향하도록 배치된다(도 5 및 도 7 참조).
도 5 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 제2고정부(19)는 유리판(G)의 코너부(EG)에 접촉하는 오목부(20)를 갖는다. 오목부(20)는 제1고정부(13)의 오목부(16)와 같은 구성을 갖는다. 즉, 복수의 오목부(20)는 홀더(2)의 길이 방향을 따라 일정한 간격(피치)으로 형성되어 있고, 이 간격은 제1고정부(13)에 있어서의 오목부(16)의 간격과 같다. 또한 오목부(20)는, 유리판(G)의 코너부(EG)에 접촉하는 사변부(21a, 21b)를 갖는다. 사변부(21a, 21b)는 유리판(G)의 표면(MS)에 평행한 방향에 대하여 소정의 각도로 경사져 있다. 사변부(21a, 21b)의 교차 각도(θ2)(도 7 참조)는 40° 이상 100° 이하로 설정되지만, 이 범위에 한정되지 않고, 유리판(G)의 두께나 크기에 따라 적당하게 설정된다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 록부(9)는 록 부재(22)와, 이 록 부재(22)를 회동 가능하게 지지하는 지지 부재(23)를 갖는다.
록 부재(22)는 막대 형상 부재에 의해 구성되지만, 이 형상에 한정되지 않는다. 록 부재(22)는 일단부가 베이스 부재(5)의 한 변으로부터 돌출하고, 타단부가 베이스 부재(5)의 외면(5b)과 겹치도록 배치된다. 록 부재(22)는 제1유지부(7)를 고정하는 자세(고정 자세, 도 8에 있어서 실선으로 나타낸다)와, 제1유지부(7)의 고정을 해제하도록 고정 자세로부터 퇴피하는 자세(퇴피 자세, 도 8에 있어서 2점 쇄선으로 나타낸다)로 자세 변경 가능하게 구성된다. 록 부재(22)는 바이어싱 부재(23b)에 의해 퇴피 자세로부터 고정 자세를 향하는 방향으로 바이어싱되어 있다. 따라서, 록 부재(22)는 제1유지부(7)를 유지하고 있지 않은 상태이여도 고정 자세를 유지하도록 구성된다.
록 부재(22)는 제1유지부(7)를 퇴피 자세로부터 고정 자세로 자세 변경할 경우에 상기 제1유지부(7)의 제1의 부분(11a)에 접촉하는 경사면(24)과, 제1의 부분(11a)의 개구부(11c)에 삽입되어서 상기 제1의 부분(11a)을 록킹하는 록킹면(25)과, 지지 부재(23)의 일부가 삽입되는 구멍(26)을 구비한다.
경사면(24)은 제1유지부(7)를 고정할 경우에, 록 부재(22)를 고정 자세로부터 퇴피 자세로 자세 변경시키기 위한 안내면이다. 경사면(24)은 록킹면(25)과 연결되어 있다. 록킹면(25)은 경사면(24)에 대하여 소정의 각도를 이루도록 구성되는 면이다. 이 구성에 의해, 록킹면(25)과 경사면(24) 사이에는 돌기부(27)가 형성된다.
록 부재(22)에 형성되는 구멍(26)은 베이스 부재(5)의 두께 방향에 직교하는 방향에 있어서, 상기 지지 부재(23)를 관통하도록 형성되는 원형의 구멍이다.
지지 부재(23)는 베이스 부재(5)의 외면(5b)에 고정된다. 지지 부재(23)는 록 부재(22)를 지지하는 축부(23a)를 갖는다. 축부(23a)는 록 부재(22)의 구멍(26)에 삽통되어 있다. 축부(23a)는 록 부재(22)를 바이어싱하는 바이어싱 부재(23b)를 지지한다. 바이어싱 부재(23b)는 비틀림 코일 스프링에 의해 구성되지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 바이어싱 부재(23b)는 그 일단부가 록 부재(22)에 접촉하고, 그 타단부가 베이스 부재(5)의 외면(5b)에 접촉하고 있다. 바이어싱 부재(23b)는 록 부재(22)를 퇴피 자세로부터 고정 자세를 향하는 방향으로 바이어싱한다.
홀더(2)를 회전시키기 위한 축부(10)는 한쌍의 베이스 부재(5)에 고정된다. 한쌍의 축부(10)는 각 베이스 부재(5)의 외면(5b)으로부터 돌출하도록 설치된다. 각 축부(10)는 전동 모터나 기타의 구동원에 접속된다. 구동원에 의해 축부(10)가 회전함으로써 홀더(2)는 상기 축부(10) 주위로 회전(자전)한다.
에칭 탱크(3)는 홀더(2)를 에칭액(E)에 침지했을 때에 상기 홀더(2) 및 축부(10)와 접촉하지 않는 정도의 용적을 갖는다. 에칭 탱크(3)에 수용되는 에칭액(E)은 처리 대상의 유리판(G)이 상술한 바와 같은 인산염계 유리일 경우에는, 예를 들면 알칼리 세제에 의해 구성된다. 알칼리 세제로서는 특별하게 한정되지 않지만, 예를 들면 Na, K 등의 알칼리 성분이나, 트리에탄올아민, 벤질알코올 또는 글리콜 등의 계면활성제나, 물 또는 알코올 등을 함유하는 세제를 사용할 수 있다.
알칼리 세제에 포함되는 알칼리 성분으로서 아미노폴리카르복실산 등의 킬레이트제의 알칼리염이 포함되는 것이 바람직하다. 아미노폴리카르복실산의 알칼리염으로서는, 디에틸렌트리아민 5아세트산, 에틸렌디아민 4아세트산, 트리에틸렌테트라아민 6아세트산, 니트릴로 3아세트산 등의 나트륨염 및 칼륨염을 들 수 있다. 이것들 중에서도, 디에틸렌트리아민 5아세트산 5나트륨, 에틸렌디아민 4아세트산 4나트륨, 트리에틸렌테트라아민 6아세트산 6나트륨, 니트릴로 3아세트산 3나트륨이 바람직하게 사용되고, 특히 디에틸렌트리아민 5아세트산 5나트륨이 바람직하게 사용된다.
냉각 장치(4)는 홀더(2)가 에칭 탱크(3) 내의 에칭액(E)에 침지된 상태에서 에칭 탱크(3)의 상방에 배치된다. 냉각 장치(4)는 에칭 탱크(3)에 수용되는 에칭액(E)의 액면(S)을 향해서 냉각 가스(C)를 분사하도록 구성된다.
이하, 상기 구성의 에칭 처리 장치(1)에 의해 유리판(G)을 처리하는 방법(에칭 방법)에 대하여 설명한다.
본 방법은, 도 9에 나타내는 바와 같이, 유리판(G)을 홀더(2) 내에 수용하는 준비 공정(S1)과, 유리판(G)을 유지하는 홀더(2)를 에칭 탱크(3) 내의 에칭액(E)에 침지해서 에칭 처리를 행하는 에칭 공정(S2)과, 에칭 처리된 유리판(G)을 세정하는 세정 공정(S3)을 주로 구비한다.
준비 공정(S1)에서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 근접하는 2개(한쌍)의 제1유지부(7)를 2점 쇄선으로 나타내는 제2의 자세로 설정하고, 나머지 2개의 제1유지부(7)를 제1의 자세로 설정한다. 이와 같이, 일부의 제1유지부(7)가 제2의 자세로 됨으로써 홀더(2)는 그 내부(한쌍의 베이스 부재(5)의 내면(5a)간의 공간)에 유리판(G)을 수용하는 것이 가능한 상태로 된다.
다음에, 홀더(2) 내에 에칭 처리의 대상이 되는 유리판(G)을 수용한다. 유리판(G)을 홀더(2)에 수용하기 위해서는 사각형 판 형상의 유리판(G)의 한 변을, 제1의 자세로 되어 있는 2개의 제1유지부(7)에 지지시킴과 아울러, 상기 한 변에 직교하는 2변을 한쌍의 제2유지부(8)에 지지시킨다. 보다 구체적으로는, 제1의 자세에 있는 제1유지부(7)에 있어서의 제1고정부(13)의 오목부(16)과, 한쌍의 제2유지부(8)에 있어서의 각 제2고정부(19)의 각 오목부(20)에 의하여 유리판(G)의 3변을 지지한다. 소정 수의 유리판(G)이 홀더(2)에 수용되면, 제2의 자세로 되어 있던 2개의 제1유지부(7)가 제1의 자세로 변경된다. 또, 유리판(G)은 에칭 공정(S2) 전에 있어서 0.2㎜ 이상의 두께를 갖는다. 유리판(G)은, 다음의 에칭 공정(S2)을 거쳐서 0.2㎜ 이하로 된다.
이하, 제1유지부(7)를 제2의 자세로부터 제1의 자세로 변경할 경우의 상기 제1유지부(7) 및 록부(9)의 동작에 대하여 설명한다.
제1유지부(7)가 제2의 자세(퇴피 자세)에 있을 때, 록부(9)의 록 부재(22)는 바이어싱 부재(23b)의 작용에 의해 고정 자세로 된다. 이 상태에 있어서, 제1유지부(7)를 제1의 자세로 자세 변경함에 있어서 제1유지부(7)의 일부를 록 부재(22)의 경사면(24)에 접촉시킨다.
즉, 도 10a에 나타내는 바와 같이, 록 부재(22)의 경사면(24)은 제1유지부(7)를 제2의 자세로부터 제1의 자세로 이동시킬 경우에 제1유지부(7)의 제1의 부분(11a)의 일부에 접촉한다. 이 상태로부터, 제1유지부(7)를 제1의 자세를 향하도록 더욱 이동시키면, 경사면(24)은 제1유지부(7)에 압박되어서 베이스 부재(5)로부터 벗어나도록 그 자세를 변경한다(도 10b 참조). 또한 제1유지부(7)를 이동시켜서 제1의 자세로 하면, 록 부재(22)는 퇴피 자세로 변경되어(도 8에 있어서 2점 쇄선으로 나타내는 상태를 참조), 록 부재(22)의 돌기부(27)가 제1유지부(7)의 개구부(11c)에 진입한다. 이것에 의해, 록 부재(22)는 다시 고정 자세로 된다. 이 때, 제1유지부(7)가 바이어싱 부재(15)에 의해 제2의 자세의 위치를 향하는 방향으로 바이어싱되어 있기 때문에, 그 작용에 의해 개구부(11c)의 가장자리부가 록 부재(22)의 록킹면(25)에 접촉한다. 이 상태를 유지함으로써 록 부재(22)는 제1유지부(7)를 제1의 자세(유지 자세)에 고정한다.
상기와 같이 제1유지부(7)가 제1의 자세로 설정되면, 상기 제1유지부(7)에 있어서의 제1고정부(13)의 오목부(16)(사변부(17a, 17b))에 유리판(G)의 나머지의 한 변이 접촉한다. 이상에 의해, 사각형상의 유리판(G)의 모든 변이 제1유지부(7)에 따른 4개의 제1고정부(13) 및 제2유지부(8)에 따른 2개의 제2고정부(19)에 의해 지지된다. 이 경우, 각 유리판(G)은 홀더(2)에 있어서의 한쌍의 축부(10)를 연결하는 축선(O)에 대하여 거의 직교하는 연직선(V)을 따르는 직립 자세로 되어서, 상기 홀더(2)에 유지된다(도 6 참조). 이것에 의해, 복수의 유리판(G)은 일정한 간격으로 홀더(2)에 지지된다. 이 경우에 있어서의 유리판(G)의 간격은 2㎜ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4㎜ 이상이다. 유리판(G)의 간격이 지나치게 작으면, 홀더(2)에 의해 지지되는 복수의 유리판(G) 중 가장 외측에 위치하는 유리판(G)과 그 밖의 유리판(G)에서 에칭량에 차가 생기게 되어 바람직하지 못하다. 예를 들면, 제1고정부(13)의 복수의 오목부(16) 및 제2고정부(19)의 복수의 오목부(20)를, 하나씩 걸러 사용하는 등, 이웃하는 2장의 유리판(G)의 사이에 사용하지 않는 오목부(16, 20)를 개재시킴으로써 모든 오목부(16, 20)를 사용할 경우와 비교하여, 이웃하는 2장의 유리판(G)의 간격을 크게 설정할 수 있다. 이상에 의해 준비 공정(S1)이 종료되고, 다음 에칭 공정(S2)이 실행된다.
에칭 공정(S2)에서는 홀더(2)를 에칭 탱크(3) 내의 에칭액(E)에 침지한다. 이 경우에 있어서, 유리판(G)의 전체가 에칭액(E)에 침지되도록 홀더(2) 전체를 에칭액(E)에 침지시키는 것이 바람직하다.
그 후, 축부(10)를 구동함으로써 홀더(2)를 회전시킨다. 이것에 의해, 유리판(G)은 홀더(2)와 함께 회전한다. 이 때, 도 11에 나타내는 바와 같이, 유리판(G)은 그 표면(MS)에 직교하는 축선(한쌍의 축부(10)를 연결하는 축선(O)) 주위로 회전한다. 이것에 의해, 에칭액(E)은 유리판(G)의 표면(MS)을 따라서 상대적으로 유동하게 된다.
또, 에칭액(E)을 유리판(G)의 표면(MS)에 대하여 상대적으로 유동시키는 속도는 10m/sec 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3m/sec 이하이다. 에칭액(E)이 유리판(G)의 표면(MS)을 상대적으로 유동할 때, 이 유리판(G)과 홀더(2)가 접촉하고 있는 개소는 에칭액(E)의 유동이 차단되기 때문에, 유리판(G)의 표면(MS)에 있어서의 에칭량이 국소적으로 변동하기 쉽지만, 상기와 같이 유동 속도를 저속으로 제어함으로써 이러한 변동을 억제할 수 있다.
유리판(G)의 회전속도는 10rpm 이하로 하는 것이 바람직하지만, 이 범위에 한정되지 않고, 유리판(G)의 크기나 판두께, 처리 매수 등의 각종 조건에 따라 적당하게 조정된다. 본 실시형태에서는 유리판(G)은, 예를 들면 한시간당 1회전(약 0.017rpm, 360°/h)의 속도로 회전 구동된다. 유리판(G)의 회전은 연속적으로 행하여져도 좋고, 간헐적으로 행하여져도 좋다.
유리판(G)을 간헐적으로 회전시키는 경우에는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 유리판(G)을 축부(10) 주위로 임의의 회전각도(θ)(예를 들면 45°)로 회전시킨 후(실선으로 나타내는 위치로부터 2점 쇄선으로 나타내는 위치로 회전시킨 후), 축부(10)에 의한 유리판(G)의 회전을 일시 정지시켜, 소정 시간 경과 후에, 다시 유리판(G)을 회전시킨다고 하는 동작을 복수회 반복하는 것이 바람직하다.
또, 에칭 공정(S2)에 있어서의 유리판(G)의 에칭 레이트는 0.001㎜/h 이상 0.1㎜/h 이하로 설정되는 것이 바람직하다.
에칭 공정(S2)에 있어서, 냉각 장치(4)는 에칭액(E)의 액면(S)을 향해서 냉각 가스(C)를 분사한다(냉각 공정). 냉각 가스(C)가 액면(S)에 접촉함으로써 에칭 탱크(3) 내에서는 에칭액(E)의 액면(S)측의 상부 영역(US)이 냉각된다. 즉, 에칭 탱크(3) 내에서는 액면(S)측의 상부 영역(US)과, 에칭 탱크(3)의 저부측의 하부 영역(LS) 사이에서 에칭액(E)에 온도차가 생긴다. 냉각 가스(C)는, 예를 들면 28℃ 이하로 냉각한 공기이다.
에칭 처리 장치(1)는 냉각 장치(4)에 의해 에칭액(E)의 상부 영역(US)의 온도를 저하시킴으로써 유리판(G)에 에칭 처리에 의한 두께 편차가 생기지 않도록, 유리판(G)의 에칭 레이트를 부분적으로 조정한다.
즉, 에칭액(E) 속에서는 에칭 처리가 진행됨에 따라서 에칭에 의해 유리판(G)으로부터 제거된 유리의 입자가 침강하여, 에칭 탱크(3)의 저부에 침전된다. 이 때문에, 에칭 탱크(3) 내에서는 상기 입자의 농도차에 의해 저부 근처의 하부 영역(LS)과 액면(S) 근처의 상부 영역(US)에 있어서 유리판(G)의 에칭 레이트가 다르다. 즉, 냉각 공정을 실행하지 않을 경우에는 하부 영역(LS)에 위치하는 유리판(G)의 부분의 에칭이 지연되고, 상부 영역(US)에 위치하는 유리판(G)의 부분의 에칭이 상대적으로 빠르게 진행된다.
본 실시형태에서는 에칭액(E)의 상부 영역(US)의 온도를 저하시켜, 상기 상부 영역(US)에 위치하는 유리판(G)의 부분의 에칭 레이트를 저하시킨다. 이것에 의해, 상부 영역(US)에 위치하는 유리 부분의 에칭 레이트와, 하부 영역(LS)에 위치하는 유리판(G)의 부분의 에칭 레이트의 균형을 도모함으로써, 유리판(G)의 표면(MS)에 대하여 균일한 에칭 처리를 행하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 두께가 균일한 유리판(G)을 형성할 수 있다.
소정 시간이 경과하고, 충분한 에칭 처리가 행해지면 에칭 공정(S2)이 종료되고, 다음의 세정 공정(S3)이 실행된다.
세정 공정(S3)에서는, 홀더(2)는 에칭 탱크(3)로부터 인출되어 별도 준비되는 세정 탱크로 이동한다. 세정 탱크에서는 세정액(예를 들면 순수)을, 노즐을 통해서 홀더(2)를 향해서 분사함으로써 홀더(2)에 유지되어 있는 유리판(G)을 세정한다.
세정 공정(S3) 후, 유리판(G)은 홀더(2)로부터 인출된다. 구체적으로는, 유리판(G)은 4개(2쌍)의 제1유지부(7) 중 2개(1쌍)의 제1유지부(7)를 제1의 자세(유지 자세)로부터 제2의 자세(퇴피 자세)로 변경한 후, 홀더(2)로부터 인출된다. 제1유지부(7)의 자세를 변경함에 있어서, 제1유지부(7)를 고정하고 있는 록부(9)에 있어서의 록 부재(22)의 자세를 고정 자세로부터 퇴피 자세로 변경한다. 이것에 의해, 록 부재(22)의 돌기부(27)가 제1유지부(7)의 개구부(11c)로부터 빠지고, 제1유지부(7)는 그 고정이 해제되어서 자세 변경 가능한 상태로 된다.
이상 설명한 본 실시형태에 따른 에칭 처리 장치(1) 및 에칭 방법에 의하면, 에칭 공정(S2) 중에 유리판(G)의 표면(MS)에 직교하는 축선(축부(10)) 주위로 상기 유리판(G)을 회전시킴으로써 유리판(G)의 표면(MS)을 따라서 에칭액(E)을 상대적으로 유동시키는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 에칭액(E)을 유동시키지 않을 경우와 비교하여, 유리판(G)의 표면(MS)에 대하여 균일하게 에칭 처리를 행할 수 있다. 이 에칭 처리에 의해서, 앞공정에 있어서 유리판(G)에 형성되는 마이크로크랙 등의 결함을 제거할 수 있다. 이것에 의해, 물리 연마의 경우와 비교하여 유리판(G)에 균열을 발생시키지 않고 상기 유리판(G)의 두께를 얇게 하는 것이 가능하게 된다.
또한, 각 유지부(7, 8)에 있어서의 각 고정부(13, 19)(오목부(16, 20))는 유리판(G)의 코너부(EG)에 접촉함으로써 상기 유리판(G)을 유지한다. 따라서, 유리판(G)의 표면(MS) 및 끝면(ES)에 대하여, 전면적이고 또한 균일하게 에칭 처리를 행할 수 있다. 이것에 의해, 에칭 공정(S2) 후의 유리판(G)을, 균열이 생기기 어려운 것으로 할 수 있다.
홀더(2)에 있어서의 4개(2쌍)의 제1유지부(7)가 자세 변경 가능하게 구성 되는 점에서, 준비 공정(S1)에 있어서의 유리판(G)의 홀더(2)로의 장착 작업이나, 에칭 공정(S2) 후에 홀더(2)로부터 유리판(G)을 인출하는 회수 작업을, 효율적으로 행할 수 있다.
도 13은 유리판(G)의 에칭 방법에 따른 다른 실시형태를 나타낸다. 상기 실시형태에서는 홀더(2)를 축부(10) 주위로 회전시킴으로써 유리판(G)의 에칭 처리를 행했지만, 본 실시형태에서는 에칭액(E) 속에 있어서 홀더(2)를 회전시키지 않고 수평으로 이동시킨다. 구체적으로는, 홀더(2)는 축부(10)에 대하여 직교하는 수평방향으로 이동한다. 이것에 의해, 유리판(G)은 그 표면(MS)에 평행한 방향으로 직선적으로 이동한다. 본 실시형태에 있어서도, 유리판(G)의 표면(MS)을 따라 에칭액(E)을 상대적으로 유동시킬 수 있고, 유리판(G)에 대한 에칭 처리를 적합하게 행할 수 있다. 또, 유리판(G)의 이동은 연속적으로 행하여져도 좋고, 간헐적으로 행하여져도 좋다.
도 14는 에칭 처리 장치의 다른 실시형태를 나타낸다. 본 실시형태에 따른 에칭 처리 장치(1)는 복수(도면 예에서는 4개)의 홀더(2)를 구비한다. 각 홀더(2)는 지지 부재(28)에 의해 일체로 지지된다. 지 부재(28)는 홀더(2)를 개별적으로 지지하는 복수의 지지부(28a)를 갖는다.
각 지지부(28a)는 장척 형상으로 구성된다. 각 지지부(28a)의 단부는 각 홀더(2)의 각 베이스 부재(5)에 연결된다. 또한, 지지 부재(28)는 그 중앙부에 축부(29)를 갖는다. 축부(29)를 구동원에 의해 회전 구동함으로써 에칭 처리 장치(1)는 4개의 홀더(2)를 동시에 축부(29) 주위로 회전(공전)시킨다. 이것에 의해, 에칭 처리 장치(1)는 보다 많은 유리판(G)을 동시에 처리할 수 있다. 본 실시형태에서는 상기 회전(공전)에 추가해, 각 홀더(2)의 축부(10) 주위로 상기 홀더(2)를 회전(자전)시켜도 좋다.
도 15는 에칭 방법 및 에칭 처리 장치의 다른 실시형태를 나타낸다. 도 1 내지 도 12에 나타내는 실시형태에서는, 에칭 처리 장치(1)의 홀더(2)가 유리판(G)을 직립 자세로 지지했지만, 본 실시형태에서는, 홀더(2)는 복수의 유리판(G)을 경사 자세로 지지한다. 상세하게는, 도 15에 나타내는 바와 같이, 유리판(G)은 홀더(2)에 대하여 그어지는 연직선(V)(축부(10)의 중심을 지나는 축선(O)에 대하여 직교하는 선)에 대하여 소정의 각도(θ3)로 경사지도록, 홀더(2)(제1고정부(13))에 지지된다. 유리판(G)의 경사각도(θ3)는 10°이하(0°＜θ3≤10°)가 바람직하고, 보다 바람직하게는 5° 이하이다. 본 실시형태에 따른 에칭 방법에서는, 상기와 같이 유리판(G)을 경사 자세로 유지하는 홀더(2)를, 그 축부(10)가 수평 형상으로 되도록 에칭액(E)에 침지하고, 상기 축부(10)를 회전시킴으로써 에칭 공정(S2)을 실행한다.
도 16 내지 도 18은 에칭 방법 및 에칭 처리 장치의 다른 실시형태를 나타낸다. 본 실시형태에 따른 에칭 처리 장치(1)는, 홀더(2)의 구조가 상기 실시형태와 다르다. 홀더(2)는 프레임체(30)와, 이 프레임체(30)에 지지되는 테이프(31)를 구비한다.
프레임체(30)는 수지 또는 금속에 의해 환상으로 구성되는 판 부재이다. 프레임체(30)의 두께는 0.5㎜ 이상 5㎜ 이하인 것이 바람직하다. 프레임체(30)는 두께 방향으로 관통하는 개구부(30a)를 갖는다. 개구부(30a)는 정면으로 볼 때 원형 상으로 구성되지만, 이 구성에 한정되지 않고, 사각형상이나 기타의 여러가지 형상으로 구성될 수 있다.
테이프(31)는, 예를 들면 신축성을 갖는 투명 UV 테이프로 형성된다. 테이프(31)의 두께는, 예를 들면 500㎛ 이하로 하지만, 이 범위에 한정되지 않는다. 테이프(31)는 두께 방향으로 대향하는 제1주표면(31a) 및 제2주표면(31b)을 갖고, 제1주표면(31a)이 점착면으로 되고, 제2주표면(31b)이 비점착면으로 되어 있다. 테이프(31)는, 그 점착면(제1주표면(31a))을 통해서 프레임체(30)의 한쪽의 면에 붙여진다. 또한, 테이프(31)의 점착면에는 복수의 유리판(G)이 부착된다.
테이프(31)는 원형상이며, 그 가장자리부가 프레임체(30)에 부착되어서 접합부(32)를 형성하고 있다. 테이프(31)는 개구부(30a)의 전체면을 덮도록 프레임체(30)에 장설되는 것이 바람직하다. 이 경우, 접합부(32)는 개구부(30a)의 전체 주위를 둘러싸도록 형성되는 것이 바람직하다. 또, 테이프(31)의 형상은 특별하게 한정되지 않고, 개구부(30a)의 전체면 또는 대략 전체면을 덮을 수 있는 형상이면, 예를 들면 사각형상(정사각형이나 직사각형) 등의 다각형상이나 타원형상 등이라도 좋다.
이하, 본 실시형태에 따른 에칭 방법에 대하여 설명한다. 우선, 복수의 유리판(G)이 테이프(31)의 제1주표면(31a)(점착면)에 부착된다(준비 공정(S1)). 이 경우, 각 유리판(G)의 한쪽의 주표면(MS1)은 테이프(31)의 제1주표면(31a)(점착면)에 전면적으로 피복된다. 테이프(31)에 고정되는 복수의 유리판(G)은 일정한 간격으로 이간되어 있다. 그 후, 테이프(31)는 신장됨과 아울러 제1주표면(31a)의 둘레가장자리부가 프레임체(30)의 한쪽의 면에 겹쳐진다. 제1주표면(31a)의 듈래가장자리부는 프레임체(30)의 한쪽의 면에 붙여지고, 이것에 의해 접합부(32)가 구성된다.
그 후, 도 16에 나타내는 바와 같이, 홀더(2)는 테이프(31)를 개재해서 복수의 유리판(G)을 지지한 상태에서, 에칭 탱크(3) 내의 에칭액(E)에 침지된다(에칭 공정(S2)). 그 후, 홀더(2)는 에칭액(E)에 대하여 상대적으로 이동(예를 들면, 회전)한다. 에칭 공정(S2)에서는 냉각 장치(4)에 의해 에칭액(E)을 냉각해도 좋다(냉각 공정). 이 에칭 공정(S2)에서는 테이프(31)의 점착면(제1주표면(31a))에 피복된 각 유리판(G)의 한쪽의 주표면(MS1)은 에칭되지 않고, 그대로 잔존하게 된다. 즉, 에칭 공정에서는 유리판(G)의 다른쪽의 주표면(MS2)과 끝면(ES)에 에칭 처리가 행하여진다. 에칭 공정(S2)이 종료되면, 다음의 세정 공정(S3)이 실행된다.
도 19 및 도 20은 에칭 방법 및 에칭 처리 장치의 다른 실시형태를 나타낸다. 본 실시형태에서는 도 16 내지 도 18의 실시형태와 마찬가지로, 프레임체(30) 및 테이프(31)를 구비하는 홀더(2)를 사용한다.
유리판(G)의 표면은 제1주표면(MS1)과, 제2주표면(MS2)과, 제1주표면(MS1)과 제2주표면(MS2)을 연결시키는 복수의 끝면(ES1∼ES4)을 포함한다. 각 끝면(ES1∼ES4)은 제1끝면(ES1)과, 제1끝면(ES1)과 대향하는 제2끝면(ES2)과, 제1끝면(ES)과 교차(예를 들면 직교)하는 제3끝면(ES3)과, 제3끝면(ES3)에 대향하는 제4끝면(ES4)을 포함한다.
유리판(G)의 제1주표면(MS1)은 프레임체(30)에 부착된 시트 부재로서의 테이프(31)에 붙여져 있다. 이것에 의해, 제1주표면(MS1)은 그 전체면이 시트 부재(테이프(31))에 의해 피복된다. 유리판(G)의 제2주표면(MS2)에는 상기 제2주표면(MS2)의 전체면을 피복하는 시트 부재(33)가 붙여져 있다. 시트 부재(33)로서는, 예를 들면 폴리올레핀계의 점착 필름(니토덴코사제 ELP-BM03)이 적합하게 사용되지만, 이 구성에 한정되지 않는다.
이하의 설명에서는, 제1주표면(MS1)과 제2주표면(MS2)의 거리를 제1의 두께(T1)로 하고, 제1끝면(ES1)과 제2끝면(ES2)의 거리를 제2의 폭(T2)으로 한다. 또한, 제3끝면(ES3)과 제4끝면(ES4)의 거리를 제3의 길이(T3)로 한다. 제1의 두께(T1)는 도 1 내지 도 12의 실시형태에 있어서의 주표면(MS)간의 두께와 같은 정도로 한다. 제2의 폭(T2) 및 제3의 길이(T3)는 제1의 두께(T1)보다 큰 치수를 갖는다.
본 실시형태에 따른 에칭 방법에서는, 유리판(G)을 유지하는 홀더(2)를 에칭 탱크(3)의 에칭액(E)에 침지시켰을 경우에, 상기 유리판(G)의 제1주표면(MS1) 및 제2주표면(MS2)은 함께 시트 부재(테이프(31), 시트 부재(33))에 의해 그 전체면이 피복되어 있기 때문에, 이들 면(MS1, MS2)에 에칭액(E)이 접촉하지 않는다. 즉, 본 방법에서는 유리판(G)의 각 끝면(ES1∼ES4)에만 에칭액(E)이 접촉한다. 본 실시형태에서는 에칭액(E)이 각 끝면(ES1∼ES4)에 대하여 상대적으로 유동함으로써 제1의 두께(T1)를 얇게 하지 않고, 제2의 폭(T2) 및 제3의 길이(T3)의 치수만을 작게 하는 것이 가능하다.
또, 본 실시형태에 따른 에칭 방법을 실시하기 전에, 대형의 유리판의 제2주표면(MS2)에 시트 부재(33)를 붙여 두고, 제2주표면(MS2)에 노치를 형성해서 절단함(브레이킹함)으로써 복수의 유리판(G)을 형성해도 좋다. 그 후, 각 유리판(G)의 제1주표면(MS1)을 테이프(31)에 부착시킴으로써 복수의 유리판(G)을 효율적으로 제조할 수 있다. 이것에 한정하지 않고, 대형의 유리판을 절단해서 복수의 유리판(G)의 형성한 후에, 시트 부재(33)를 각 유리판(G)의 제2주표면(MS2)에 붙여도 좋다.
또한, 상기에서는 각 끝면(ES1∼ES4)이 모두 에칭액(E)과 접촉하는 구성에 대해서 예시했지만, 각 끝면(ES1∼ES4) 중 어느 하나를 시트 부재(33)로 피복하고, 특정의 끝면만을 에칭 가능(표면 상태를 변경 가능)하게 해도 된다.
또, 본 발명은 상기 실시형태의 구성에 한정되는 것은 아니고, 상기한 작용 효과에 한정되는 것도 아니다. 본 발명은 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지의 변경이 가능하다.
상기 실시형태에 따른 에칭 처리 장치(1)에서는, 유리판(G)을 회전시켜 에칭액(E)을 상기 유리판(G)의 표면(MS)에 대하여 상대적으로 유동시킴으로써 에칭 처리를 행하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 홀더(2)를 에칭액(E) 내에서 정지시킨 상태에서 에칭액(E)을 교반함으로써 유리판(G)의 표면(MS)을 따라서 상기 에칭액(E)을 상대적으로 유동시켜도 좋다.
상기 실시형태에서는 에칭 처리의 대상이 되는 유리에 관하여 유리판(G)을 예시했지만, 이것에 한정되지 않고, 블록 형상, 막대 형상 기타의 각종 형상의 유리에 대하여 본 발명을 적용할 수 있다.
상기 실시형태에서는 에칭 탱크(3)의 상방에 배치되는 냉각 장치(4)로부터 냉각 가스(C)를 분사함으로써 에칭액(E)의 상부 영역(US)을 냉각하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 냉각 매체를 내부에서 순환 가능하게 구성되는 냉각 장치를, 에칭액(E)의 상부 영역(US)에 침지함으로써 상기 에칭액(E)의 냉각을 행해도 좋다.
상기 실시형태에서는 유리판(G)의 기하학적 중심(축부(10)) 주위로 회전시킴으로써 에칭 공정(S2)을 실행하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않고, 유리판(G)의 기하학적 중심으로부터 편심한 회전축심 주위로 유리판(G)을 회전시켜도 좋다.
상기 실시형태에서는 인산염계의 유리판(G)에 에칭 처리를 실시하는 예를 나타냈지만, 이에 한정하지 않고, 에칭 처리 장치(1)는 여러 가지 재질의 유리판(G)을 처리할 수 있다. 처리 대상이 되는 유리판(G)의 재질로서는, 예를 들면 규산염 유리, 실리카 유리가 사용되고, 보다 구체적으로는, 붕규산 유리, 소다라임 유리, 알루미노 규산염 유리, 화학 강화 유리, 무알칼리 유리 등을 들 수 있다. 또, 무알칼리 유리란 알칼리 성분(알칼리 금속 산화물)이 실질적으로 포함되어 있지 않은 유리이며, 구체적으로는 알칼리 성분의 중량비가 3000ppm 이하인 유리이다. 이들 규산염 유리, 실리카 유리를 처리할 경우에는, 에칭액(E)으로서는 불산 등의 처리액이 사용된다.
상기 실시형태에 나타낸 본 발명에 따른 에칭 방법을 사용함으로써, 종래의 연마에서는 실현할 수 없었던 박육의 유리판을 얻을 수 있다. 예를 들면, 상술한 조성을 갖는 인산염계의 유리판은 규산염 유리에 비해 물러서, 연마 가공에 의해 0.2㎜ 이하로 박육화하는 것은 곤란했지만, 본 발명의 에칭 방법에 의하면 평균 두께를 0.2㎜ 이하, 바람직하게는 0.07∼0.15㎜ 정도로 박육화 가능하다. 또한, 본 발명의 에칭 방법에 의하면, 에칭 처리 후의 유리판(G)의 두께 편차를 매우 작게 할 수 있고, 예를 들면 15㎛ 이하, 바람직하게는, 9㎛ 이하로 할 수 있다. 또한, 에칭 가공 전후의 두께 편차의 변화량은 15㎛ 이하, 바람직하게는, 9㎛ 이하로 할 수 있다. 또, 두께 편차는 최대 두께와 최소 두께의 차에 의해 구할 수 있다.
1 : 에칭 처리 장치
2 : 홀더
3 : 에칭 탱크
4 : 냉각 장치
30 : 프레임체
31 : 테이프
33 : 시트 부재
C : 냉각 가스
E : 에칭액
G : 유리(유리판)
MS : 유리의 표면
US : 에칭액의 상부 영역
S : 에칭액의 액면
S2 : 에칭 공정
2 : 홀더
3 : 에칭 탱크
4 : 냉각 장치
30 : 프레임체
31 : 테이프
33 : 시트 부재
C : 냉각 가스
E : 에칭액
G : 유리(유리판)
MS : 유리의 표면
US : 에칭액의 상부 영역
S : 에칭액의 액면
S2 : 에칭 공정
Claims (15)
- 유리를 에칭액에 침지해서 에칭 처리를 행하는 에칭 공정을 구비하고,
상기 에칭 공정은 상기 에칭액을 상기 유리의 표면과 상대적으로 유동시킴으로써 상기 에칭 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 유리의 에칭 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 유리는 유리판이며,
상기 에칭 공정에 있어서 상기 유리판은 홀더에 유지된 상태에서 상기 에칭액에 침지되는 유리의 에칭 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 에칭 공정에 있어서 상기 홀더를 상기 에칭액 속에서 이동시키는 유리의 에칭 방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 에칭 공정에 있어서 상기 홀더를 상기 에칭액 속에서 연속적으로 회전시키는 유리의 에칭 방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 에칭 공정에 있어서 상기 홀더를 상기 에칭액 속에서 간헐적으로 회전시키는 유리의 에칭 방법. - 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 에칭 공정에 있어서 에칭 레이트가 0.001㎜/h 이상 0.1㎜/h 이하로 설정되어 있고, 상기 홀더를 10rpm 이하의 속도로 회전시키는 유리의 에칭 방법. - 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유리는 상기 홀더에 직립 자세로 유지되는 유리의 에칭 방법. - 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 홀더는,
프레임체와,
상기 프레임체에 붙여진 테이프를 구비하고,
상기 유리판은 한쪽의 주표면을 상기 테이프에 붙여진 상태로 상기 홀더에 유지되는 유리의 에칭 방법. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 에칭 공정에 있어서 상기 에칭액을 상기 유리의 상기 표면에 대하여 10m/sec 이하의 속도로 상대적으로 유동시킴으로써 상기 에칭 처리를 행하는 유리의 에칭 방법. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 에칭액은 에칭 탱크에 수용되어 있고,
상기 에칭 공정은 상기 에칭액의 상부 영역을 냉각하는 냉각 공정을 갖는 유리의 에칭 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 냉각 공정에서는 상기 에칭액의 액면에 냉각 가스를 접촉시키는 유리의 에칭 방법. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유리는 조성으로서 질량%로 P2O5를 25% 이상 포함하는 인산염계 유리이고,
상기 에칭액은 알칼리 성분으로서 킬레이트제의 알칼리염을 포함하는 유리의 에칭 방법. - 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유리판의 표면은 제1주표면과, 제2주표면과, 상기 제1과 제2주표면을 연결시키는 끝면을 포함하고,
상기 제1주표면 및 상기 제2주표면은 시트 부재에 의해 피복되어 있고,
상기 에칭 공정은 상기 에칭액을 상기 유리의 상기 끝면과만 상대적으로 유동시킴으로써 상기 에칭 처리를 행하는 유리의 에칭 방법. - 에칭액을 수용하는 에칭 탱크와, 유리를 유지하는 홀더를 구비하는 에칭 처리 장치에 있어서,
상기 홀더는 상기 에칭액에 침지된 상태에서 상기 에칭액을 상기 유리의 표면과 상대적으로 유동시키도록, 이동 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 에칭 처리 장치. - 조성으로서 질량%로 P2O5를 25% 이상 포함하는 유리판으로서,
평균 두께가 0.2㎜ 이하이고,
최대 두께와 최소 두께의 차가 15㎛ 이하이며,
파장 700㎚에 있어서의 분광 투과율이 40% 이하인 유리판.
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