WO2012050167A1 - 電子装置用ガラス基板の製造方法 - Google Patents

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吉田 一義
俊秀 作田
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    • G02F1/1303Apparatus specially adapted to the manufacture of LCDs

Definitions

  • the present invention relates to an electronic device having a cover glass and a touch panel, and more particularly to a method of manufacturing a glass substrate for an electronic device that can efficiently manufacture a large number of completed glass substrates from a single glass base material.
  • cover glass which covers these display apparatuses is not limited only to the use which protects an electronic device, but often exhibits an additional function as a touch panel.
  • the scattered cullet adheres to the glass substrate, it cannot be easily removed in the cleaning process, so when adhering a sheet material on the glass surface, the adhered cullet must be removed manually. There is complexity. In addition, if a scriber or the like is used to remove cullet, the conductive film formed on the glass surface may be damaged.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a glass substrate for an electronic device that can efficiently manufacture a large number of finished glass substrates from a single glass base material. To do.
  • a method for manufacturing a glass substrate for an electronic device is a first method in which a thin film layer is formed on one or both of the front and back surfaces of a glass substrate divided into a plurality of use regions.
  • a second step of covering the entire glass substrate with a protective film so as to enclose the glass substrate after the step and the first step, and a plurality of uses of the glass substrate together with the protective film in a state covered with the protective film A third step of mechanically cutting and separating each region, a fourth step of peeling the protective film from each cut and separated glass substrate, and one or both of the front and back surfaces of the glass substrate from which the protective film has been peeled off And a fifth step of sticking the sheet material.
  • a conductive film can be preferably exemplified, and the glass substrate that has finished the first step preferably has translucency with a total light transmittance of 80% or more.
  • the conductive film is not particularly limited, but is preferably formed by applying a conductive polymer. Preferably, it should be configured to exhibit a resistivity of 300 ⁇ to 3000 M ⁇ per unit area [cm 2 ] of the coated surface. Further, the surface pencil hardness of the glass substrate after the first step should be B to 6H. The lower the resistivity, the lower the hardness, and the higher the resistivity, the higher the hardness.
  • the conductive polymer is applied to the glass substrate, if the flatness of the glass substrate is high, sufficient adhesive strength cannot be exhibited. Therefore, preferably, prior to the first step, surface treatment for roughening the surface of the glass substrate on which the thin film layer is provided should be performed. As the surface treatment, it is preferable to bring the etching solution into contact with the glass surface, and it is simple to immerse the glass substrate in the etching solution in a state where the necessary portions of the glass substrate are sealed.
  • the conductive thin film layer is formed on both the front and back surfaces of the glass substrate for the purpose of antistatic to protect the electronic device.
  • the entire glass substrate is covered with a protective film, but it is preferable that the protective film is not only covered but also adhered to the entire surface of the glass substrate.
  • the adhesive strength between the protective film and the glass substrate (more precisely, the thin film layer of the glass substrate) needs to be set optimally.
  • the adhesive force is too strong, the thin film layer of the glass substrate is peeled off when the protective film is peeled off in the fourth step, whereas if the adhesive force is too weak, the glass substrate is cut and separated in the third step, A glass cullet etc. will adhere to a glass substrate because a protective film peels.
  • the film thickness of the protective film should be set in the range of 10 to 50 ⁇ m.
  • the contact pressure of the cutter blade should be maintained at a constant pressure based on the internal mechanism of the cutting device used in the third step, and this constant pressure is set to an optimum value within a range of 7N to 10N.
  • the film thickness of the protective film is 10 to 50 ⁇ m and the plate thickness of the glass substrate is 1.0 mm or less so that the glass substrate and the protective film can be easily cut at a pressure of about 7N to 10N. Is preferred.
  • the glass substrate may be a single substrate or a bonded substrate obtained by bonding two glass substrates.
  • a glass substrate constituting the display device can be exemplified, and a laminated glass substrate for a liquid crystal display suitably corresponds to this.
  • a polarizing sheet material is each affixed on each surface of two glass substrates in a 5th process.
  • a glass cullet will be removed automatically when a protective film is peeled in a 4th process, a 5th process can be provided continuously from a 4th process.
  • a cleaning process may be provided prior to the fourth process, wet cleaning immersed in the cleaning liquid is not necessary, and a dry cleaning process using an ion blower or ultrasonic cleaning is sufficient.
  • a drying process is not required, and waste of processing time in the drying process and deterioration of the thin film layer in the drying process can be solved.
  • a large number of completed glass substrates can be efficiently manufactured from one glass base material.
  • FIG. 1 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a glass substrate for an electronic device according to an embodiment.
  • the laminated glass substrate is packed and transferred to another processing factory.
  • a laminated glass substrate constituting a liquid crystal display is exemplified, but both are particularly limited. It is not something.
  • N ⁇ M liquid crystal displays are manufactured by processing the glass base material GL. That is, the glass base material GL to be processed is a laminated glass substrate GL in which display cells CEL... CEL of a liquid crystal display are formed vertically and horizontally.
  • the laminated glass substrate GL includes N ⁇ M pieces of liquid crystal sealed between a first substrate G1 having a color filter on the inner surface side and a second substrate G2 having a transistor array disposed on the inner surface side.
  • a display cell CEL is configured.
  • the laminated glass substrate GL is immersed in an etching solution with the peripheral edges of the first substrate G1 and the second substrate G2 sealed, and the glass surface is chemically polished. As a result, the glass surface is appropriately roughened (ST1).
  • the bonded glass substrate GL can be appropriately thinned by the chemical polishing treatment (ST1).
  • the thickness of the laminated glass substrate GL subjected to the coating treatment (ST2) is preferably 1.0 mm or less, and more preferably about 0.5 to 0.7 mm.
  • the conductive polymer LAY is applied to the surface of the first glass substrate G1 using the slit coater for the bonded glass substrate GL that has been subjected to the cleaning of the glass substrate GL and the removal of the sealing material (ST2). : See FIG. 2 (a)).
  • a polythiophene-based conductive polymer is used, and the total light transmittance of the glass substrate G1 is set to have a light-transmitting property of 80% or more in the dry state after the dry drying process (ST3).
  • per unit area [cm 2 ] of the coated surface is set to an optimum resistivity in the range of 300 ⁇ to 3000 M ⁇ depending on the application.
  • the surface pencil hardness of the glass substrate G1 in the dry state is set to be about B to 6H corresponding to the resistivity.
  • the laminated glass substrate GL is laminated to cover the pair of protective films Fi1 and Fi2 (ST4).
  • the dry cleaning process (ST3) and the laminating process (ST4) are preferably performed in a clean room.
  • the raw material of a protective film is not specifically limited, In this Example, what applied the acrylic adhesive to the polyester film is each affixed on the front and back of the bonding glass substrate GL.
  • the adhesive force between the protective film and the glass substrate becomes a problem, it is a problem whether it is too strong or too weak, and an adhesive layer that provides an optimum adhesive force is formed.
  • the adhesive strength of the protective film in the 180 ° direction peeling test peeling speed 300 mm / min
  • peeling speed 300 mm / min peeling speed 300 mm / min
  • the film thickness of the protective films Fi1 and Fi2 is preferably as thin as possible without impairing workability and moisture resistance.
  • the film is preferably 50 ⁇ m or less, and preferably a film having a film thickness of 10 to 50 ⁇ m. Material is used. If the thickness is less than 10 ⁇ m, the sticking operation becomes difficult.
  • FIG. 2B illustrates the scribe line CUT formed vertically and horizontally. After the first scribe line is formed on the first surface, the second scribe line is formed at the corresponding position on the second surface.
  • the laminated glass substrate GL is cut together with the protective films Fi1 and Fi2.
  • the cutter blade of the rotary cutter is protected with a pressure of about 8N.
  • Each display cell region CEL can be cut out by pressing the film Fi and scanning it.
  • an ion blower process is executed (ST7).
  • the ion blower process removes static electricity that may have been charged on the protective film by blowing ions onto the workpiece CEL (each cut-out individual laminated glass substrate), and removes foreign matters such as dust. It is a process to remove. It should be noted that a glass cullet is temporarily generated in the cutting and separating process, and the remaining glass cullet is merely attached to the protective film, so that no problem occurs.
  • the protective films Fi1 and Fi2 are subsequently peeled off (ST8). Although this peeling process is performed artificially, since the adhesive strength of the protective film Fi1 is set appropriately, it is not particularly difficult to work.
  • a liquid crystal display is completed by attaching polarizing sheets to the front and back surfaces of the work CEL (ST9).

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Abstract

【課題】1枚のガラス母材から多数の電子装置用のガラス基板を効率よく製造できる製造方法を提供する。 【解決手段】複数の使用領域に区分されているガラス基板について、その表裏面の一方又は双方に薄膜層を形成する第1工程(ST2)と、第1工程を終えたガラス基板を内包するようガラス基板の全体を保護フィルムで覆う第2工程(ST4)と、保護フィルムで覆われた状態で、ガラス基板を保護フィルムと共に、複数の使用領域毎に機械的に切断分離する第3工程(ST5~ST6)と、切断分離された個々のガラス基板から保護フィルムを剥離する第4工程(ST7)と、保護フィルムを剥離したガラス基板について、その表裏面の一方又は双方にシート材を貼着する第5工程(ST8)と、を有して構成される。

Description

電子装置用ガラス基板の製造方法
 本発明は、カバーガラスやタッチパネルを有する電子装置に関し、特に、1枚のガラス母材から多数の完成ガラス基板を効率よく製造できる電子装置用ガラス基板の製造方法に関するものである。
 携帯電話機、携帯音楽プレイヤー、携帯型パソコンなど、携帯可能な小型のコンピュータ装置が広く普及しつつある。そして、これらの表示装置を覆うカバーガラスは、単に、電子装置を保護する用途に限定されず、タッチパネルとして付加機能を発揮する場合も多い。
 一方、これら携帯用電子装置では、小型化の要請だけでなく、その軽量化の要請が強く、また、激しい価格競争にも晒されている。
 かかる状況下、カバーガラスやタッチパネルを製造するには、1枚のガラス母材から多数の完成ガラス基板を切り出すことが考えられる。ここで、化学研磨によってガラス基板を切り出すことも考えられるが、製造コストを抑制するには、機械的に切断分離する方が有利である。
 しかしながら、機械的な切断分離法を採ると、如何に注意してもガラス切断端面からガラスカレットが飛散することが避けられないという問題がある。
 そして、飛散したカレットが一旦ガラス基板に付着すると、洗浄工程では容易には除去できないので、その後、ガラス表面にシート材を貼着する場合には、付着したカレットを手作業で除去しなければならない煩雑さがある。しかも、カレットを除去するべく、スクライバなどを使用すると、ガラス表面に形成されている導電膜などを毀損してしまうおそれもある。
 本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、1枚のガラス母材から多数の完成ガラス基板を効率よく製造できる電子装置用ガラス基板の製造方法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、本発明に係る電子装置用ガラス基板の製造方法は、複数の使用領域に区分されているガラス基板について、その表裏面の一方又は双方に薄膜層を形成する第1工程と、第1工程を終えたガラス基板を内包するようガラス基板の全体を保護フィルムで覆う第2工程と、前記保護フィルムで覆われた状態で、前記ガラス基板を保護フィルムと共に、複数の使用領域毎に機械的に切断分離する第3工程と、切断分離された個々のガラス基板から保護フィルムを剥離する第4工程と、保護フィルムを剥離したガラス基板について、その表裏面の一方又は双方にシート材を貼着する第5工程と、を有して構成される。
 薄膜層としては、好適には導電膜を例示することができ、第1工程を終えたガラス基板は、全光線透過率が80%以上の透光性を有するのが好適である。ここで、導電膜は、特に限定されないが、好ましくは、導電性ポリマを塗布して形成される。そして、好ましくは、塗布面の単位面積[cm]当たり、300Ω~3000MΩの抵抗率を発揮するよう構成すべきである。また、第1工程を終えたガラス基板の表面鉛筆硬度は、B~6Hであるべきである。なお、抵抗率が低いほど硬度が低く、抵抗率が高いほど硬度が高い。
 ここで、導電性ポリマをガラス基板に塗布しても、ガラス基板の平坦度が高いと、十分な接着強度を発揮することができない。そこで、好ましくは、第1工程に先行して、薄膜層を設けるガラス基板の表面を粗面化する表面処理を実行するべきである。表面処理としては、ガラス表面にエッチング液を接触させるのが好適であり、ガラス基板の必要箇所を封止した状態で、ガラス基板をエッチング液に浸漬するのが簡易的である。
 導電性の薄膜層を形成する場合には、電子装置を保護する帯電防止の用途からは、ガラス基板の表裏面の双方に形成することが考えられる。しかし、製造コストを考慮すると、使用者に露出する一方面のみに形成するのが好適である。
 本発明の第2工程では、ガラス基板の全体が保護フィルムで覆われるが、単に覆うだけでなく、ガラス基板の全面に保護フィルムを粘着させるのが好適である。このような構成を採ると、その後の第3工程においてガラス基板を機械的に切断しても、ガラスカレットがガラス基板に付着することがなく、第4工程で保護フィルムを剥離するだけで、ガラスカレットを、保護フィルムと共に除去することができる。
 保護フィルムとガラス基板(正確にはガラス基板の薄膜層)との接着強度は、最適に設定する必要があり、本発明者の検討によれば、保護フィルムの貼付面積25mm×25mmにおける180°方向への剥離試験(剥離速度300mm/min)において、保護フィルムの接着力を、1.5~3.5[N]に設定すべきことが判明した。
 ここで、接着力が強すぎると、第4工程の保護フィルムの剥離時に、ガラス基板の薄膜層が剥がれてしまい、一方、接着力が弱すぎると、第3工程のガラス基板の切断分離時に、保護フィルムが剥がれることで、ガラスカレットなどがガラス基板に付着してしまう。
 また、第3工程では、保護フィルムとガラス基板とを一気に切断する必要があるので、保護フィルムのフィルム厚は、10~50μmの範囲に設定すべきである。また、第3工程では、ロータリーカッタのカッタ刃を回転させてガラス表面を走査して、保護フィルムとガラス基板とを切断するのが好適である。カッタ刃の接触圧力は、第3工程で使用する切断装置の内部機構に基づき、一定圧力に維持されるべきであり、この一定圧力は、7N~10Nの範囲内の最適値に設定される。
 何れにしても、7N~10N程度の圧力で、ガラス基板と保護フィルムとを容易に切断できるよう、保護フィルムのフィルム厚を、10~50μmとし、ガラス基板の板厚を1.0mm以下とするのが好適である。
 ガラス基板は、単板によるガラス基板でも良いし、2枚のガラス基板を貼合せた貼り合せ基板でも良い。後者の例としては、表示装置を構成するガラス基板を例示することができ、好適には、液晶ディスプレイ用の貼合せガラス基板がこれに該当する。
 そして、液晶ディスプレイ用のガラス基板を製造する場合には、第5工程において、2枚のガラス基板の各表面に、各々、偏光シート材が貼着される。本発明では、第4工程において保護フィルムを剥離すると、自動的にガラスカレットが除去されるので、第4工程に連続して第5工程を設けることができる。
 なお、第4工程に先行して洗浄工程を設けても良いが、洗浄液に浸漬するウェット洗浄は不要であり、イオンブロワ又は超音波洗浄によるドライ洗浄工程を設けることで足りる。このように本発明では、ウェット洗浄を設けないので、乾燥工程が不要となり、乾燥工程における処理時間の無駄や、乾燥処理における薄膜層の劣化を解消することができる。
 以上説明した本発明の電子装置用ガラス基板の製造方法によれば、1枚のガラス母材から多数の完成ガラス基板を効率よく製造することができる。
実施例に係る製造方法を説明するフロー図である。 図1の製造方法を説明する図面である。
 以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。図1は、実施例に係る電子装置用ガラス基板の製造方法を説明するフロー図である。この実施例では、ラミネート加工を終えたガラス基板は、梱包されて別の加工工場に移送され、ガラス基板としては、液晶ディスプレイを構成する貼合せガラス基板を例示するが、何れも、特に限定されるものではない。
 以下、図1に基づいて説明すると、本実施例では、ガラス母材GLを加工してN×M個の液晶ディスプレイが製造される。すなわち、加工対象のガラス母材GLは、液晶ディスプレイの表示セルCEL・・・CELが、縦横に形成された貼合せガラス基板GLである。この貼合せガラス基板GLは、内面側にカラーフィルタを設けた第1基板G1と、内面側にトランジスタアレイが配置された第2基板G2との間に、液晶が封入されてN×M個の表示セルCELが構成されている。
 貼合せガラス基板GLは、第1基板G1と第2基板G2の周縁を封止した状態で、エッチング液に浸漬され、そのガラス表面が化学研磨される。その結果、ガラス表面が適度に粗面化される(ST1)。また、この化学研磨処理(ST1)によって、貼合せガラス基板GLを適度に薄型化することができる。塗布処理(ST2)に供される貼合せガラス基板GLの板厚は、好ましくは、1.0mm以下であり、より好ましくは、0.5~0.7mm程度である。
 次に、ガラス基板GLの洗浄と封止材の除去処理を終えた貼合せガラス基板GLについて、スリットコータを使用して、第1ガラス基板G1の表面に、導電性ポリマLAYを塗布する(ST2:図2(a)参照)。この実施例では、ポリチオフェン系の導電性ポリマが使用され、ドライ乾燥処理(ST3)を経た乾燥状態において、ガラス基板G1の全光線透過率が80%以上の透光性を有するよう設定されている。また、塗布面の単位面積[cm]当たり、用途に応じて300Ω~3000MΩの範囲の最適な抵抗率に設定される。また、乾燥状態のガラス基板G1の表面鉛筆硬度は、抵抗率に対応してB~6H程度となるよう設定されている。
 続いて、貼合せガラス基板GLを、一対の保護フィルムFi1,Fi2を貼着して覆うラミネート加工を実施する(ST4)。なお、ドライ洗浄処理(ST3)とラミネート加工処理(ST4)は、クリーンルームにおいて実施されるのが好適である。保護フィルムの素材は、特に限定されないが、この実施例では、ポリエステルフィルムに、アクリル系粘着剤が塗布されたものが、貼合せガラス基板GLの表裏面に各々貼着される。
 ここで、保護フィルムとガラス基板との接着力が問題となるが、強すぎても弱すぎても問題であり、最適な接着力となる粘着層が形成される。具体的には、保護フィルムFi1がガラス基板G1に粘着された状態で、保護フィルムFi1の貼付面積25mm×25mmにおける180°方向への剥離試験(剥離速度300mm/min)において、保護フィルムの接着力が、1.5~3.5[N/25mm]の範囲に設定されている。
 また、保護フィルムFi1,Fi2の膜厚は、作業性や防湿性を損なわない範囲で薄いほど好ましく、具体的には、50μm以下であることが好ましく、好適には、膜厚10~50μmのフィルム材が使用される。なお、10μm未満であると貼着作業が困難化する。
 いずれにしても、貼着作業(ST4)が終われば、ラミネート加工を終えた複数枚の貼合せガラス基板を梱包して、他の加工工場に出荷することができる。すなわち、本実施例によれば、傷付き易い導電膜が確実に保護されるので、同一工場で全ての加工処理を終える必要が無くなり、この点も大きな利点となる。なお、同一工場での一貫作業が否定されるものではないことは勿論である。
 この点を踏まえ、ここでは、梱包及び出荷工程を経ることを前提に説明するが、入荷作業を終えた他の加工工場では、ラミネート加工を終えた複数枚の貼合せガラス基板GL,・・・,GLを取り出し、個々の貼合せガラス基板GLについて、その表面側と裏面側にスクライブラインを形成して個々の表示セル領域CELを切り出す(ST5~ST6)。図2(b)は、縦横に形成されたスクライブラインCUTを図示したものであり、第1面に第1スクライブラインを形成した後、第2面の対応位置に第2スクライブラインを形成することで、貼合せガラス基板GLが保護フィルムFi1,Fi2と共に切断される。
 なお、本実施例では、ガラス基板GLの板厚が1.0mm以下であって、保護フィルムFi1,Fi2の膜厚が50μm以下であるので、ロータリーカッタのカッタ刃を、8N程度の圧力で保護フィルムFiに押し当てて走査させることで、個々の表示セル領域CELを切り出すことができる。
 このようにして切断分離処理が終われば、イオンブロア処理を実行する(ST7)。ここで、イオンブロア処理は、ワークCEL(切り出された個々の貼合せガラス基板)に、イオンを吹き付けることで、保護フィルムに帯電しているかもしれない静電気を除電すると共に、埃などの異物を除去する処理である。なお、切断分離処理で仮にガラスカレットが発生し、これが残存したとても、ガラスカレットは保護フィルムに付着しているに過ぎないので何の問題も生じない。
 イオンブロア処理が終われば、続いて、保護フィルムFi1,Fi2を剥離する(ST8)。この剥離処理は、人為的に実行されるが、保護フィルムFi1の接着強度が適度に設定されているので、特に作業困難性を伴うものではない。
 そして、最後に、ワークCELの表裏面に、偏光シートを各々貼着すれば、液晶ディスプレイが完成する(ST9)。
 以上、本発明の一実施例について具体的に説明したが、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。
 ST2     第1工程
 ST4     第2工程
 ST5~ST6 第3工程
 ST8     第4工程
 ST9     第5工程

Claims (11)

  1.  複数の使用領域に区分されているガラス基板について、その表裏面の一方又は双方に薄膜層を形成する第1工程と、
     第1工程を終えたガラス基板を内包するようガラス基板の全体を保護フィルムで覆う第2工程と、
     前記保護フィルムで覆われた状態で、前記ガラス基板を保護フィルムと共に、複数の使用領域毎に機械的に切断分離する第3工程と、
     切断分離された個々のガラス基板から保護フィルムを剥離する第4工程と、
     保護フィルムを剥離したガラス基板について、その表裏面の一方又は双方にシート材を貼着する第5工程と、を有して構成される
     電子装置用のガラス基板の製造方法。
  2.  薄膜層を設けるガラス基板の表面に、エッチング液を接触させる表面処理を第1工程に先行して実行する請求項1に記載の製造方法。
  3.  第1工程では、導電性の薄膜層が、ガラス基板の表裏面の一方面に形成される請求項1又は2に記載の製造方法。
  4.  前記薄膜層は、導電性ポリマ溶液を塗布して形成され、300Ω~3000MΩ/□の抵抗率を有している請求項3に記載の製造方法。
  5.  第1工程を終えたガラス基板の表面鉛筆硬度は、B~6Hである請求項1~4の何れかに記載の製造方法。
  6.  第2工程では、保護フィルムがガラス基板に粘着される請求項1~4の何れかに記載の製造方法。
  7.  保護フィルムがガラス基板に粘着された状態で、保護フィルムの貼付面積25mm×25mmにおける180°方向への剥離試験(剥離速度300mm/min)において、保護フィルムの接着力が、1.5~3.5[N]である請求項5に記載の製造方法。
  8.  保護フィルムは、10~50μmのフィルム厚である請求項1~7の何れかに記載の製造方法。
  9.  ガラス基板は、その板厚が1.0mm以下である請求項1~8の何れかに記載の製造方法。
  10.  ガラス基板は、2枚のガラス基板を貼合せて構成された液晶ガラス基板であって、前記シート材は、偏光フィルム材であって、2枚のガラス基板の表面に各々貼着される請求項1~9の何れかに記載の製造方法。
  11.  第3工程を終えたガラス基板は、イオンブロワ又は超音波洗浄によるドライ洗浄工程を経て第4工程に供給される請求項1~10の何れかに記載の製造方法。
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