WO2013118867A1 - 電子機器用カバーガラスの製造方法および製造装置 - Google Patents

電子機器用カバーガラスの製造方法および製造装置 Download PDF

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WO2013118867A1
WO2013118867A1 PCT/JP2013/053055 JP2013053055W WO2013118867A1 WO 2013118867 A1 WO2013118867 A1 WO 2013118867A1 JP 2013053055 W JP2013053055 W JP 2013053055W WO 2013118867 A1 WO2013118867 A1 WO 2013118867A1
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WO
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glass
base plate
etching
glass base
support
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Application number
PCT/JP2013/053055
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English (en)
French (fr)
Inventor
橋本　和明
Original Assignee
Hoya株式会社
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C15/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by etching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/30—Aspects of methods for coating glass not covered above
    • C03C2218/34—Masking

Definitions

  • the present invention relates to a cover glass for an electronic device including a cover glass for a portable device used as a cover member for a display screen of a portable device (portable electronic device) and a cover glass for a touch sensor used as a cover member for the touch sensor.
  • the present invention relates to a manufacturing method and a manufacturing apparatus.
  • a cover glass is disposed outside the display devices to protect the display devices such as liquid crystals. Also in the touch sensor, a cover glass is disposed to protect the sensor substrate.
  • a cover glass is manufactured by separating a glass substrate having an arbitrary shape from a large single glass substrate (outer shape processing) and further processing such as printing on the separated glass substrate.
  • outer shape processing As a method for separating the glass substrate from the glass base plate, not only machining but also a method using an etching process is known.
  • Etching processing includes dry etching processing and wet etching processing, and wet etching processing includes a shower method and a dip method.
  • the shower method can manage precipitates and etching rate more easily than the dip method, so it is for electronic devices that require dimensional accuracy. Suitable for external processing of cover glass.
  • Patent Document 1 a glass substrate having a resist pattern formed on the main surface is etched to separate a glass substrate having a desired shape from the glass substrate.
  • the end surface becomes a mirror surface and has very high smoothness, and microcracks that are inevitably generated in machining are not generated. For this reason, the high intensity
  • Patent Document 2 relates to a manufacturing method in which outer processing (separation) is performed by etching a glass substrate for electronic devices (cover glass for electronic equipment).
  • a glass case is accommodated in a storage case having a lower surface in a mesh shape with a surface covered with a resist layer as a lower surface, and the glass substrate is horizontally held and showered on both upper and lower surfaces.
  • Etching is described (paragraph 0032). Note that the etching from the lower surface is an external processing, and the etching of the upper surface is slimming. In this way, by storing in the storage case, scattering of the glass substrate after fragmentation can be suppressed (paragraph 0033).
  • Patent Document 3 relates to a manufacturing method for forming a recess (cell cap) on a glass substrate for a flat panel display.
  • a glass plate is accommodated in a glass plate storage unit (a frame having a shape like a box without a bottom) having an opening on the lower surface, and an etching solution is sprayed on the lower surface of the glass plate (shower ring).
  • a configuration for performing etching is described (single-sided etching).
  • the technique disclosed in Patent Document 3 is for forming a recess in a glass substrate, and is a technique that does not presuppose cutting of glass.
  • the mesh-like lower surface is supported by the mesh-like lower surface, but the mesh-like member is bent due to insufficient rigidity.
  • the center part is lowered, and accordingly the glass substrate moves and collides with the remaining part of the glass base plate, resulting in defects and scratches, resulting in a decrease in yield.
  • the etching solution is mainly composed of strongly acidic hydrofluoric acid
  • the material of the mesh-like lower surface is made of resin having hydrofluoric acid resistance, so it is difficult to obtain rigidity depending on the material.
  • the mesh-like lower surface is made thick like a honeycomb, rigidity can be obtained even with a resin material, but it is disadvantageous because the spraying of the etching solution becomes non-uniform. .
  • the present invention provides a method and a method for manufacturing a cover glass for an electronic device that can improve the recovery efficiency of a glass substrate separated from a glass base plate, improve the quality such as dimensional accuracy and strength, and improve the yield.
  • the object is to provide a device.
  • a typical configuration of a method for manufacturing a cover glass for an electronic device includes at least an etching resistant layer on which a processing pattern for forming the shape of the cover glass for an electronic device is formed.
  • the glass substrate is melted along the processing pattern by etching the main surface of one of the glass substrate and the supporting step that is supported by the substrate in a state where the substrate and the substrate are not in contact with each other.
  • the processing pattern on the other main surface is supported by the support in a state where the region projected from the glass base plate in the thickness direction of the glass base and the support are not in contact with each other, and is supported by the glass base.
  • Etching the back surface with respect to the surface to be etched prevents the etching material from staying on the support surface side of the glass base plate, so that the unevenness of the etching process on the end surface of the glass substrate can be suppressed, and the dimensions of the glass substrate Accuracy and strength can be improved.
  • an etching solution is showered on the upper main surface toward the glass base plate to etch the etching solution, and in the support step, it protrudes upward and projects to the lower main surface side of the glass base plate. It is preferable to have a plurality of protrusions for forming an etching solution flow space and to support the glass base plate from below by a plate-like support as a support.
  • the glass substrate can be easily and reliably fixed to the support body by being brought into pressure contact with the protruding portion of the support body not only by the mass of the glass substrate but also by the pressure of the shower ring.
  • the space for etching solution flow is formed on the main surface side below the glass base plate by the plurality of projecting portions, the discharge efficiency of the etchant from the glass base plate and the glass substrate can be increased, and the glass substrate Etching liquid does not collect at the edge of the film. For this reason, an edge can be etched uniformly and the fall of dimensional accuracy can be suppressed.
  • a plurality of sections to be a plurality of cover glasses for electronic devices are formed by a processing pattern, and the inside of the plurality of sections is supported in the supporting step.
  • movement of the glass substrate can be suppressed when separating a plurality of glass substrates from a single glass base plate. For this reason, it is possible to suppress the glass substrates from colliding with each other, to improve the quality, and to improve the yield.
  • the recovery work efficiency of a plurality of glass substrates can be improved.
  • a depression is formed in the processing pattern forming region of the glass base plate before the separation step.
  • an etching resistant layer having a processed pattern is provided on both main surfaces of the glass base plate, and the recess is formed by double-sided etching.
  • the double-sided etching method may be a shower method or a dip method.
  • the support step a plate-like support having a protrusion protruding upward is kept waiting at the support position, and the glass base plate on which the double-sided etching is completed is transported and placed on the support to support it.
  • the support can smoothly support the glass base plate with the support in the separation step without interfering with the etching process of the lower surface, and the upper surface can be etched on one side.
  • the recess may be formed by machining or laser processing.
  • the glass base plate is preferably chemically strengthened before the separation step. Moreover, it is preferable that the glass base plate is printed on the section before the separation step. Moreover, it is preferable that the transparent electrode for touchscreens is formed in the division before the isolation
  • the processing efficiency is improved because the plurality of glass substrates are simultaneously processed.
  • a typical configuration of an apparatus for manufacturing a cover glass for an electronic device includes at least an etching resistant layer on which a processing pattern for forming the shape of the cover glass for an electronic device is formed.
  • a glass substrate in the shape of a cover glass for an electronic device by melting the glass base plate along the processing pattern by etching one main surface of the support and the glass base plate in a non-contact state.
  • a single-sided etching processing part for separating the glass from the glass base plate is
  • the glass substrate is supported in a non-contact state with the region projected on the other main surface in the plate thickness direction of the glass substrate, and the back surface of the glass substrate with respect to the supported surface Is etched by the single-sided etching processing unit, unevenness of the etching process on the end surface of the glass substrate can be suppressed, and the dimensional accuracy and strength of the glass substrate can be improved.
  • the support has a plurality of protrusions for projecting upward and forming a space for flowing an etchant on the main surface side below the glass base plate, and the glass base plate is formed by the plurality of protrusions. It is preferable to support. Since a space is formed on the lower surface side of the glass base plate by the plurality of protrusions, it is possible to increase the discharge efficiency of the etchant from the glass base plate and the glass substrate, and the etchant accumulates at the edge of the glass substrate. There is no. For this reason, an edge can be etched uniformly and the fall of dimensional accuracy can be suppressed.
  • the support preferably has three or more protrusions for each of one or a plurality of sections according to the processing pattern. Thereby, each glass substrate can be stably supported by the projection. Therefore, the glass substrate is supported at the same position before and after being separated from the glass base plate.
  • the single-sided etching processing unit preferably includes a transport unit that transports the support to a recoverable position after the separation of the glass substrate is completed.
  • Both the glass base plate before the single-sided etching processing part for the glass base plate in which the etching resistant layer on which the processing pattern for forming the shape of the cover glass for electronic devices is formed on both main surfaces It is preferable to include a double-sided etching processing section that etches the main surface of the substrate to form a recess in a processing pattern formation region.
  • a double-sided etching processing section that etches the main surface of the substrate to form a recess in a processing pattern formation region.
  • a method for producing a cover glass for an electronic device capable of improving quality such as dimensional accuracy and strength and improving yield while improving recovery efficiency of a glass substrate separated from a glass base plate, and A manufacturing apparatus can be provided.
  • the portable device referred to in this embodiment is a portable device (portable electronic device) such as a mobile phone including a smartphone, a slate PC (Personal Computer), or a PDA (Personal Digital Assistant).
  • a portable device portable electronic device
  • a mobile phone including a smartphone, a slate PC (Personal Computer), or a PDA (Personal Digital Assistant).
  • FIG. 1 is a view for explaining a glass substrate and a glass base plate of a cover glass for portable devices
  • FIG. 1A is a view showing the glass substrate
  • FIG. 1B is a view showing the glass base plate
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1B.
  • the glass substrate 100 is used as a cover glass which protects the display screen of a portable terminal, for example.
  • the outer peripheral portion 102 of the glass substrate 100 is generally rectangular.
  • the glass substrate 100 is provided with an opening 104 used for voice input / output of a speaker or a microphone, for example.
  • the glass substrate 100 is separated from the large glass base plate 110 by an etching process.
  • a region that becomes each glass substrate 100 after etching is shown as a partition 116.
  • the present invention can be similarly applied even when only one sheet is separated.
  • the glass base plate 110 is formed directly from molten glass into a sheet shape, or a glass body molded to a certain thickness is molded to a predetermined thickness, and the main surface is polished to a predetermined thickness. Things can be used. In particular, when the glass base plate 110 that is molded directly from molten glass into a sheet is used, it is preferable because the main surface of the glass base plate 110 has a surface state without microcracks. Examples of the method for directly forming a sheet from molten glass include a downdraw method and a float method.
  • the glass base plate 110 is preferably made of aluminosilicate glass, soda lime glass, borosilicate glass, transparent crystallized glass, or the like. Among these, an aluminosilicate glass containing SiO 2 and Al 2 O 3 and Li 2 O and / or Na 2 O is preferable. Al2O3 is useful because it improves ion exchange performance in chemical strengthening described later. Li2O is a component for ion exchange with Na + ions in chemical strengthening. Na2O is a component for ion exchange with K + ions in chemical strengthening.
  • an etching resistant layer 112 (resist layer) is formed on the glass base plate 110.
  • the etching resistant layer 112 is formed only on one main surface (upper surface).
  • the etching resistant layer 112 is formed by applying a resist material and then exposing and developing.
  • the etching resistant layer 112 is formed with a processing pattern 114 that forms the section 116 of the glass substrate 100.
  • the processing pattern 114 is, for example, a pattern in which the main surface of the glass base plate 110 is exposed to the outside, a pattern whose layer is thinner than other parts, and the like, and a region that is etched by an etchant. It is.
  • the processing pattern 114 will be described as a pattern in which the main surface of the glass base plate 110 is exposed to the outside.
  • the region of the glass base plate 110 exposed in the processing pattern 114 is referred to as a “processing pattern formation region”.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the etching apparatus 200
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the support 140
  • FIG. 3A is a plan view
  • FIG. 3B is a cross-sectional view along BB of FIG. 3A
  • 4A and 4B are views for explaining a state in which the glass base plate 110 is placed on the support 140.
  • FIG. 4A is a plan view
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 4A.
  • the glass base plate 110 is placed on the support 140 shown in FIG. 3, and is etched while being transported by the transport unit 202 including a roller conveyor in the etching apparatus 200 shown in FIG.
  • the support 140 includes a plate-like base 142, a plurality of protrusions 144 as a plurality of protrusions that support the glass base plate 110 or the glass substrate 100 in a small piece, and etching.
  • a number of holes 146 are provided for draining the liquid.
  • the protrusions 144 and the holes 146 are alternately arranged in a staggered manner. Note that the holes 146 may be omitted from the support 140 and only the protrusions may be provided on the support 140.
  • the pitch of the protrusions 144 is set to be narrower than the size of the section 116. Accordingly, one section 116 (one glass substrate 100 after etching) is supported by three or more protrusions 144. Thereby, each glass substrate 100 after separation can be stably supported by the protrusions 144. In addition, the glass substrate 100 is supported at the same position before and after being separated from the glass base plate 110. In FIG. 4, the etching resistant layer 112 of the glass substrate 100 is shown in a transparent manner. In order to support the glass substrate 100 more stably, the pitch of the protrusions 144 is preferably 1/2 or less of the short side of the section 116.
  • the protrusion 144 is made of an elastic body such as rubber, and the friction coefficient at the contact portion between the glass substrate 100 and the glass base plate 110 becomes relatively large, and the glass substrate 100 and the glass base during the etching process are relatively large.
  • the movement of the plate 110 is suppressed. For this reason, since the glass substrate 100 is supported at the same position by the projections 144 before and after the glass substrate 100 is separated from the glass base plate, the movement of the separated glass substrate 100 can be suppressed, and the recovery work efficiency of the glass substrate 100 is improved. be able to.
  • the glass substrate 100 is supported at the same position before and after the glass substrate 110 is separated from the glass base plate 110, even when the glass substrate 100 is connected to the glass base plate 110 at a slight remaining portion, the connection is continued. It can suppress that the site
  • the etching apparatus 200 includes a feeding region 240, a single-sided etching processing unit 250, a water washing processing unit 270, and a take-out region 290 along the traveling direction of the transport unit 202.
  • the etching apparatus 200 has a control unit (not shown) including a control panel including a computer or the like, for example.
  • the operation of the etching apparatus 200 (the conveyance speed of the conveyance unit 202, the flow rate of the etching solution ejected from the nozzle 252, the reciprocating speed of the nozzle 252, etc.) is controlled by the control unit.
  • the support 140 is placed on the transport unit 202, and the glass base plate 110 is placed thereon (see FIG. 4A). At this time, it arrange
  • a nozzle 252 for showering the etching solution is installed above.
  • the etching method is preferably wet etching (wet etching) rather than dry etching (dry etching) in that the etching rate is high.
  • Any etching solution may be used as long as it can etch the glass base plate.
  • an acidic solution containing hydrofluoric acid as a main component or a mixed acid containing at least one of sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, and silicic hydrofluoric acid in hydrofluoric acid can be used.
  • the single-sided etching processing unit 250 performs etching processing on the surface of the glass base plate 110 on which the etching resistant layer 112 is provided.
  • the nozzle 252 swings the nozzle so as to reciprocate in the direction orthogonal to the traveling direction (conveyance direction) while ejecting the etching solution vigorously.
  • the etching solution can be supplied so as to be uniform with respect to the upper surface portion of the glass base plate 110 being conveyed.
  • reactive organisms (scale) generated by the etching of the glass are caused to flow, and the reactive organisms adhere to the glass base plate 110 or the glass substrate 100. Can be suppressed.
  • the water pressure of the shower ring of etching liquid should just be a pressure which can flow a reactive organism.
  • FIG. 5 is a view for explaining stepwise the cross section when the glass substrate 100 is separated by etching.
  • FIG. 5A shows a state before etching, and a processing pattern 114 is formed between the etching resistant layers 112. In the region where the processing pattern 114 is formed, the glass base plate 110 is exposed.
  • the glass base plate 110 is melted along the processing pattern 114, and a recess 114 a is formed in the formation region of the processing pattern 114.
  • glass is etched isotropically. Accordingly, the recess 114a increases in width as the depth increases.
  • the support 140 does not hinder showering of the etching solution. That is, the support 140 is configured to support one surface of the glass base plate 110 so as not to inhibit single-sided etching by showering of the glass base plate 110. Further, the projection area of the processing pattern 114 on the surface (lower surface) to be supported in the glass base plate 110 and the protrusion 144 of the support 140 are not in contact with each other. For this reason, the etching liquid flows around the processing pattern 114 that becomes the end surface of the glass substrate 100 without stagnation. Therefore, the unevenness of the etching process in the processing pattern 114 that becomes the end surface of the glass substrate 100 can be suppressed. Dimensional accuracy and strength can be improved.
  • the glass substrate 100 is supported at the same position before and after being separated from the glass base plate 110.
  • the glass base plate 110 is supported from below by the projections 144 protruding upward, and etching is performed by showering the etching solution from above, so that not only by the mass of the glass substrate 100 but also by the pressure of the shower ring.
  • the protrusions 144 of the support 140 are brought into pressure contact. As a result, the glass substrate 100 can be easily and reliably fixed to the support 140.
  • the connected portion is prevented from being broken by the own weight of the glass substrate 100, and the etching treatment is completely dissolved. Can only be separated. Since the edge of the glass substrate 100 is not cracked, the defect rate can be reduced and the yield can be improved. Moreover, since the strength fall by the crack resulting from the crack of the edge of a glass substrate can be suppressed and the fall of the dimensional accuracy by the crack location protruding can be suppressed, the quality of the glass substrate 100 is improved. be able to.
  • the plurality of sections 116 are supported by the projections 144, when the plurality of glass substrates 100 are separated from one glass base plate 110, the movement of each glass substrate 100 is suppressed. Can do. For this reason, it is possible to suppress the glass substrates from colliding with each other, to improve the quality, and to improve the yield.
  • the recess 114a eventually reaches the lower surface of the glass base plate 110, and the glass substrate 100 is separated (separation step). Then, as shown in FIG. 5D, when the etching further proceeds, a part (or all) of the tip formed on the glass substrate 100 when it is separated in the separation step is removed, and the shape of the tip is non-sharp. It is said.
  • FIG. 6 is a view for explaining the flow of the etching solution after the glass substrate 100 is separated.
  • the etching solution showered on the glass base plate 110 falls from the groove formed in the processing pattern 114 and further falls downward from the hole 146 of the support 140. Since the portion in contact with the glass base plate 110 is the projection 144, a space is formed on the back side of the processed pattern 114, so that the efficiency of discharging the etchant from the glass base plate 110 and the glass substrate 100 can be improved.
  • the etching solution does not accumulate on the edge of the glass substrate 100. For this reason, an edge can be etched uniformly and the fall of dimensional accuracy can be suppressed.
  • nozzles 272 and 274 for showering water are provided above and below, respectively. Thereby, all the etching liquid adhering to the glass substrate 100 is removed.
  • the extraction area 290 is a recoverable position (a position where the glass substrate 100 can be recovered), and the conveyance unit 202 conveys the support 140 to the extraction area 290.
  • a collection device (not shown) having an operator or a robot hand picks up the glass substrate 100 from the support 140 and collects it.
  • the movement of each glass substrate 100 is suppressed by supporting each glass substrate 100. For this reason, the glass substrate 100 after separation is not scattered, and the recovery work efficiency of the glass substrate 100 can be improved.
  • the formation region of the processing pattern 114 is dissolved and separated only by etching.
  • a depression is formed in advance in the processing pattern 114 by machining or laser processing before the separation step. Also good. Accordingly, the depth of etching from one side for separation can be reduced, so that the etching processing time can be shortened and the amount of etchant used can be reduced.
  • the glass base plate 110 is supported so that the projection area of the processed pattern 114 on the surface (lower surface) to be supported on the glass base plate 110 and the protrusion 144 of the support 140 are not in contact with each other.
  • the configuration placed on the body 140 has been described. However, when a layer similar to the etching resistant layer 112 is formed on the supported surface (lower surface) of the glass base plate 110 and the processing pattern 114 is formed on the layer, the horizontal direction of the projection 144 and the processing pattern 114 is determined. Regardless of the positional relationship, the projection area of the processing pattern 114 on the surface (lower surface) to be supported on the glass base plate 110 and the projection 144 of the support 140 are not in contact with each other, and the effects of the present invention can be obtained.
  • the structure using the support body 140 in which the protrusion 144 was formed as a protrusion part was demonstrated.
  • the shape of the protruding portion may be a shape that forms a space on the supported surface (lower surface) of the glass base plate 110.
  • a transparent electrode ITO: Indium-tin-oxide
  • chemical strengthening is performed in the state of a glass base plate, printing is performed on the section 116, and the section 116 is used for a touch panel.
  • a transparent electrode may be formed.
  • the glass substrate 100 When performing chemical strengthening, it is necessary to place the glass substrate 100 on a rack. Further, in order to print or form a transparent electrode, it is necessary to chuck the edge of the glass substrate 100 and pass it through each device a plurality of times. For this reason, the edge of the glass substrate 100 may be damaged such as chipping or cracking. On the other hand, by performing the processing in the state of the glass base plate, the chance of damaging the edge of the glass substrate with the chuck is reduced, so that the defect rate can be reduced and the yield can be improved. In particular, when a plurality of glass substrates are partitioned on the glass base plate, since the plurality of glass substrates are processed simultaneously, the production efficiency can be improved.
  • the first embodiment is configured to etch only one side, but the second embodiment is an example in which a double-sided etching is performed before the single-sided etching, which is a separation step, and a recess is provided in advance in a processing pattern formation region. .
  • the same parts as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • FIG. 7 is a view for explaining a glass base plate according to the second embodiment. As shown in FIG. 7, an etching resistant layer 112 is formed on both main surfaces (upper and lower surfaces) of the glass base plate 110. The resist patterns on both sides coincide with each other, and the processed pattern 114 is formed at an opposing position.
  • FIG. 8 is a view for explaining an etching apparatus 300 according to the second embodiment
  • FIG. 8A is an overall configuration diagram of the etching apparatus 300
  • FIG. 8B is a cross-sectional view of the double-sided etching processing unit 220.
  • the etching apparatus 300 is divided into two stages, a front stage and a rear stage.
  • the front stage of the etching apparatus 300 is a part for performing double-sided etching.
  • the subsequent stage of the etching apparatus 300 is a part for performing single-sided etching similar to the etching apparatus 200 described in the first embodiment.
  • the front stage of the etching apparatus 300 includes a loading area 210, a double-sided etching processing unit 220, and a delivery unit 230, and continues to the subsequent single-sided etching processing unit 250.
  • the etching apparatus 300 has a control unit as in the etching apparatus 200.
  • the control unit in the etching apparatus 300 controls the conveyance speed of the conveyance units 202 and 302, the flow rate and reciprocation speed of the etching solution ejected from the nozzles 252, 222, and 224, and the operation of the delivery unit 230 described later.
  • the glass base plate 110 is transported by the transport unit 302 including a roller conveyor. However, the glass base plate 110 is directly supported by the transport unit 302 without using the support 140 from the input region 210 to the delivery unit 230.
  • the double-sided etching processing unit 220 performs etching processing on both main surfaces of the glass base plate 110 before the single-sided etching processing unit 250 to form depressions in the formation region of the processed pattern 114.
  • a nozzle 222 is installed on the upper side and a nozzle 224 is installed on the lower side, and the etching solution is showered on both main surfaces of the glass base plate 110.
  • the transport unit 302 includes a large-diameter roller 302 a at the side end, and supports the end of the glass base plate 110. Since the shaft of the roller 302a is thin and away from the glass base plate 110, the etching solution sprayed from the lower nozzle 224 can reach the entire lower surface of the glass base plate 110 without any trouble.
  • the delivery unit 230 is a part that allows the support 140 to support the glass base plate 110 that has passed through the double-sided etching processing unit 220.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the delivery unit 230.
  • the delivery unit 230 includes a timing adjustment unit 232 having the same conveyance level (conveyance height) as that of the preceding conveyance unit 302, and a standby unit 234 for waiting the support 140 at the support position. Each operation in the delivery unit 230 is controlled by the control unit. Both the timing adjustment unit 232 and the standby unit 234 have a transport function using a roller conveyor.
  • the glass base plate 110 that has been transported through the transport unit 302 reaches the timing adjustment unit 232.
  • the end of the glass base plate 110 is detected by the control unit via a sensor (not shown), and the control unit acquires the current position of the glass base plate 110.
  • the control unit sends a command to the transport unit 302 as necessary to reduce the transport speed of the glass base plate 110 or stop the transport.
  • the support member 140 is installed in the standby unit 234 in advance, and the control unit causes the standby unit 234 to wait until the glass base plate 110 arrives.
  • the conveyance level (conveyance height) of the conveyance unit 202 is lower than the conveyance level of the conveyance unit 302, and the conveyance roller 236 protrudes upward from the side of the support 140.
  • the upper end of the conveying roller 236 is at the same height as the upper end of the roller of the timing adjusting unit 232, and the glass base plate 110 moves from the timing adjusting unit 232 onto the conveying roller 236 of the standby unit 234 as shown in FIG. 9B. .
  • the control unit detects the arrival of the glass base plate 110 via a sensor (not shown) and lowers the transport roller 236. Let Thereby, the glass base plate 110 is mounted on the support body 140 (support step). Then, as illustrated in FIG. 9D, the control unit causes the standby unit 234 to start conveyance, and sends the support 140 to the conveyance unit 202. Thereafter, as described in the first embodiment, an etching process is performed in the single-sided etching processing unit 250, and the glass substrates 100 are separated.
  • the etching process is performed in a state where the support 140 is not used in the double-sided etching but is supported by the support 140 in the single-sided etching.
  • the support 140 can smoothly support the glass base plate with the support in the separation step without etching the lower surface during the double-sided etching, and the upper surface can be etched on one side.
  • FIG. 10 is a view for explaining stepwise the cross section when the glass substrate 100 is separated by etching.
  • FIG. 10A shows a state before etching, and a processing pattern 114 is formed between the etching resistant layers 112. In the region where the processing pattern 114 is formed, the glass base plate 110 is exposed.
  • the glass base plate 110 is melted along the processing pattern, and depressions 114a and 114b are formed in the formation regions of the processing patterns 114 on both main surfaces. It is formed.
  • the recess 114a is further deepened, and the glass substrates 100 are separated by the continuous recesses 114a and 114b as shown in FIG. 10D.
  • the depressions 114a and 114b are formed by the double-sided etching process, and the depression 114a is further dug down.
  • the end surface has a boundary portion 114c and a shape that is symmetric in the thickness direction around the boundary portion 114c (or a shape that is substantially symmetric in the thickness direction).
  • An inclined surface 114d and an inclined surface 114e are formed. Thereby, the etching processing time can be shortened and the amount of the etchant used can be reduced.
  • the depth of etching from one side for separation can be reduced, so that the etching processing time can be shortened.
  • the amount of etchant used can be reduced.
  • the step of forming the recesses and the separation step can be performed continuously, and the production efficiency can be improved.
  • the double-sided etching process is performed by showering, but the etching may be performed by a dip method.
  • the glass base plate 110 is supported from below in the support step, and the upper main surface is etched in the separation step. However, it may be supported from above in the support step, and the lower main surface may be etched in the separation step.
  • suction support by air suction can be cited.
  • An etching resistant layer on which a processing pattern for forming the shape of the cover glass for electronic equipment is formed is surrounded by the processing pattern on the other main surface with respect to the glass base plate provided on at least one main surface.
  • the supporting step for supporting the inside of the compartment and the one main surface of the glass base plate are etched to dissolve the glass base plate along the processing pattern, thereby forming a glass in the shape of a cover glass for electronic equipment And a separation step of separating the substrate from the glass base plate.
  • the glass base plate is supported from below by a plate-like support having a protrusion protruding upward, and in the separating step, etching is performed by showering an etching solution on the upper main surface.
  • etching is performed by showering an etching solution on the upper main surface.
  • the present invention relates to a cover glass for an electronic device including a cover glass for a portable device used as a cover member for a display screen of a portable device (portable electronic device) and a cover glass for a touch sensor used as a cover member for the touch sensor. It can be used as a manufacturing method and a manufacturing apparatus.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Glass substrate, 102 ... Outer peripheral part, 104 ... Opening part, 110 ... Glass base plate, 112 ... Etching-resistant layer, 114 ... Processing pattern, 114a ... Depression, 114b ... Depression, 114c ... Boundary part, 114d ... Inclined surface, 114e ... inclined surface, 116 ... section, 140 ... support body, 142 ... base, 144 ... projection, 146 ... hole, 200 ... etching device, 202 ... transport unit, 210 ... loading area, 220 ... double-sided etching processing unit, 222 ... Nozzle, 224 ... Nozzle, 230 ... Delivery section, 232 ...
  • Timing adjustment section 234 ... Standby section, 236 ... Conveying roller, 240 ... Feeding area, 250 ... Single-sided etching processing section, 252 ... Nozzle, 270 ... Washing processing section, 272 ... Nozzle, 274 ... Nozzle, 290 ... Extraction area, 300 ... Etching apparatus, 302 ... Conveying section, 302a ... Roller

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Abstract

【課題】ガラス素板から分離されたガラス基板の回収効率を向上させつつ、寸法精度や強度などの品質を向上させ、歩留まりを改善させることのできる電子機器用カバーガラスの製造方法および製造装置を提供する。 【解決手段】本発明にかかる電子機器用カバーガラスの製造方法の代表的な構成は、電子機器用カバーガラスの形状を形成するための加工パターン１１４が形成された耐エッチング層１１２が少なくとも一方の主表面に設けられたガラス素板１１０に対して、他方の主表面における加工パターン１１４で囲まれた区画１１６の内側を、他方の主表面における加工パターン１１４をガラス素板１１０の板厚方向へ投影した領域と支持体１４０とが非接触となるように支持体１４０により支持する支持ステップと、ガラス素板１１０の一方の主表面をエッチング処理することにより、加工パターン１１４に沿ってガラス素板１１０を溶解し、電子機器用カバーガラスの形状のガラス基板１００をガラス素板１１０から分離する分離ステップとを含むことを特徴とする。

Description

電子機器用カバーガラスの製造方法および製造装置
　本発明は、携帯機器（携帯型電子機器）の表示画面のカバー部材として用いられる携帯機器用カバーガラスと、タッチセンサのカバー部材として用いられるタッチセンサ用カバーガラスとを含む電子機器用カバーガラスの製造方法および製造装置に関する。
　スマートフォンを含む携帯電話や、スレートＰＣ（Personal Computer）や、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの携帯機器では、液晶などの表示装置を保護するために、表示装置の外側にカバーガラスが配置される。また、タッチセンサにおいても、センサー基板を保護するためにカバーガラスが配置される。
　一般に、カバーガラスは、大きい一枚板のガラス素板から任意の形状のガラス基板を分離させ（外形加工）、この分離させたガラス基板にさらに印刷などの加工をすることにより製造される。ガラス素板からガラス基板を分離させる方法としては、機械加工だけでなく、エッチング処理を用いた方法が知られている。
　エッチング処理にはドライエッチング処理とウェットエッチング処理があり、ウェットエッチング処理にはシャワー方式とディップ方式がある。ウェットエッチング処理によりガラス基板の外形加工を行う場合、シャワー方式の方が、ディップ方式に比べて、析出物管理及びエッチングレート管理を容易に行うことができるため、寸法精度が要求される電子機器用カバーガラスの外形加工に好適である。
　特許文献１では、レジストパターンを主表面に形成したガラス素板をエッチング処理して、ガラス素板から所望の形状のガラス基板を分離させている。このようにエッチング処理で外形を形成することにより、端面は鏡面となって非常に高い平滑性を有し、機械加工では必ず生じるマイクロクラックが生じない。このため、携帯端末用カバーガラスに求められる高い強度を得ることができる。また、機械加工では困難な複雑な形状であっても、エッチング処理であれば容易に加工することができるという利点もある。
　特許文献２は、電子装置用ガラス基板（電子機器用カバーガラス）をエッチングによって外形加工（分離）する製造方法に関するものである。特許文献２には、下面が網目状になっている収納ケースに、ガラス素板をレジスト層で被覆された面を下面にして収容し、ガラス素板を水平に保持した状態で上下両面にシャワーエッチングを施すことが記載されている（段落００３２）。なお、下面からのエッチングは外形加工であり、上面のエッチングはスリミングである。このように収納ケースに収容することにより、小片化後のガラス基板の散乱を抑制できるとしている（段落００３３）。
　特許文献３は、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板に凹部（セル用キャップ）を形成する製造方法に関するものである。特許文献３には、下面に開口を設けたガラス板収納ユニット（底のない箱のような形状の枠体）にガラス板を収容し、ガラス板の下面にエッチング液を吹き付けて（シャワーリング）エッチングを行う構成が記載されている（片面エッチング）。なお、特許文献３に示された技術は、ガラス基板に凹部を形成するためのものであり、ガラスの切断を前提としない技術である。
特開２００９－１６７０８６号公報 特開２０１０－２５４５５１号公報 特開２００５－２９８３１４号公報
　しかしながら先行文献２の構成では、下面が網目状の収納ケースに収容して下面をエッチングしているため、網目状のガラス支持部分によって、エッチング液の噴き付けが阻害される。また端縁においては、網目状のガラス支持部分とガラス素板との間に表面張力によってエッチング液が滞留するため、他の箇所よりも多くエッチングされることになる。このため、エッチング処理による溶解量が部分的に不均一となり、ガラス基板におけるエッチング処理された面に凹凸が形成されてしまう。この結果、ガラス基板の寸法精度が低下するとともに、外力が加わった際に凹凸部分で応力集中が発生し、機械的強度が低下するという問題がある。
　また先行文献２の構成では網目状の下面で支持しているが、網目状の部材では剛性が不足するため撓んでしまう。網目状の下面が撓むとき中央部が下がるため、これに伴ってガラス基板が移動してガラス素板の残部に衝突して欠けや傷を生じて不良となり、歩留まりが低下してしまうという問題がある。なおエッチング液は主成分が強酸性のフッ酸であるため網目状の下面の材質が、耐フッ酸性をもつ樹脂製となるために、材質によって剛性を得ることは難しい。これに対して、網目状の下面をハニカムのように厚みを持たせれば樹脂材料であっても剛性を得ることはできるが、さらにエッチング液の吹きつけが不均一になってしまうため不都合である。
　そこで本発明は、ガラス素板から分離されたガラス基板の回収効率を向上させつつ、寸法精度や強度などの品質を向上させ、歩留まりを改善させることのできる電子機器用カバーガラスの製造方法および製造装置を提供することを目的としている。
　上記課題を解決するために、本発明にかかる電子機器用カバーガラスの製造方法の代表的な構成は、電子機器用カバーガラスの形状を形成するための加工パターンが形成された耐エッチング層が少なくとも一方の主表面に設けられたガラス素板に対して、他方の主表面における加工パターンで囲まれた区画の内側を、他方の主表面における加工パターンをガラス素板の板厚方向へ投影した領域と支持体とを非接触とした状態で支持体により支持する支持ステップと、ガラス素板の一方の主表面をエッチング処理することにより、加工パターンに沿ってガラス素板を溶解し、電子機器用カバーガラスの形状のガラス基板をガラス素板から分離する分離ステップとを含むことを特徴とする。
　上記構成によれば、他方の主表面における前記加工パターンをガラス素板の板厚方向へ投影した領域と支持体とを非接触とした状態で前記支持体により支持し、ガラス素板における支持される面に対する裏面をエッチングすることにより、ガラス素板における支持される面側で支持体によるエッチング材料の滞留が生じないため、ガラス基板の端面におけるエッチング処理のむらを抑えることができ、ガラス基板の寸法精度および強度を向上させることができる。
　分離ステップにおいては、上方の主表面にエッチング液をガラス素板に向けてエッチング液をシャワーリングしてエッチング処理し、支持ステップにおいては、上方に向かって突出しガラス素板の下方の主表面側にエッチング液流動用の空間を形成するための複数の突出部を有し、支持体としての板状の支持体によってガラス素板を下方から支持することが好ましい。これにより、ガラス基板の質量のみでなく、シャワーリングによる圧力によって支持体の突出部に圧接させることによって、ガラス基板を支持体に簡単かつ確実に固定することができる。また複数の突出部によってガラス素板の下方の主表面側にエッチング液流動用の空間が形成されることから、ガラス素板及びガラス基板からのエッチング液の排出効率を高めることができ、ガラス基板の端縁にエッチング液が溜まることがない。このため端縁を均一にエッチングすることができ、寸法精度の低下を抑制することができる。
　耐エッチング層には複数の電子機器用カバーガラスとなる複数の区画が加工パターンによって形成され、支持ステップでは複数の区画の内側をそれぞれ支持することが好ましい。複数の区画をそれぞれ支持するように構成したことにより、一枚のガラス素板から複数枚のガラス基板を分離させる場合に、ガラス基板の移動を抑制することができる。このためガラス基板同士がぶつかって欠けてしまうことを抑制し、品質の向上を図ることができ、歩留まりを改善することができる。また、分離されたガラス基板の移動を抑えることができるため、複数のガラス基板の回収作業効率を向上させることができる。
　ガラス素板のうち加工パターンの形成領域には、分離ステップより前に窪みが形成されていることが好ましい。これにより、分離のために片面からエッチングする深さを浅くすることができるため、端縁の厚み方向の寸法の偏りを低減させることができる。
　ガラス素板の両方の主表面には加工パターンが形成された耐エッチング層が設けられていて、窪みは両面エッチングによって形成されることが好ましい。これにより、窪みを形成するステップと分離ステップを連続的に行うことができ、生産効率を向上させることができる。なお両面エッチングの方式としては、シャワー方式でも良いし、ディップ方式でもよい。
　支持ステップにおいては、上方に向かって突出する突起を有する板状の支持体を支持位置で待機させ、両面エッチングが完了したガラス素板を支持体の上に搬送及び載置して支持することが好ましい。これにより、両面エッチングの際には支持体が下面のエッチング処理を邪魔することなく、かつ分離ステップで円滑にガラス素板を支持体で支持して上面を片面エッチングすることができる。
　窪みは、機械加工またはレーザー加工によって形成されていてもよい。
　ガラス素板は、分離ステップより前に化学強化されていることが好ましい。またガラス素板は、分離ステップより前に区画に印刷が施されていることが好ましい。またガラス素板は、分離ステップより前に区画にタッチパネル用の透明電極が形成されていることが好ましい。
　ガラス素板の状態で処理を行うことにより、ガラス基板の端縁をチャックによって傷つける機会が減少するため、不良率を減らして歩留まりを改善させることができる。またガラス素板に複数枚のガラス基板を区画する場合には、複数枚のガラス基板に同時に処理を施すことになるため、生産効率を向上させることができる。
　上記課題を解決するために、本発明にかかる電子機器用カバーガラスの製造装置の代表的な構成は、電子機器用カバーガラスの形状を形成するための加工パターンが形成された耐エッチング層が少なくとも一方の主表面に設けられたガラス素板に対して、他方の主表面における加工パターンで囲まれた区画の内側を、他方の主表面における加工パターンをガラス素板の板厚方向へ投影した領域と非接触とした状態で支持する支持体と、ガラス素板の一方の主表面をエッチング処理することにより、加工パターンに沿ってガラス素板を溶解し、電子機器用カバーガラスの形状のガラス基板をガラス素板から分離する片面エッチング処理部とを含むことを特徴とする。
　上記構成によれば、他方の主表面における前記加工パターンをガラス素板の板厚方向へ投影した領域と非接触とした状態でガラス素板を支持し、ガラス素板における支持される面に対する裏面を片面エッチング処理部によってエッチングすることにより、ガラス基板の端面におけるエッチング処理のむらを抑えることができ、ガラス基板の寸法精度および強度を向上させることができる。
　支持体は、上方に向かって突出し前記ガラス素板の下方の主表面側にエッチング液流動用の空間を形成するための複数の突出部を有し、前記複数の突出部によって前記ガラス素板を支持することが好ましい。複数の突出部によってガラス素板の下面側に空間が形成されることから、ガラス素板及びガラス基板からのエッチング液の排出効率を高めることができ、ガラス基板の端縁にエッチング液が溜まることがない。このため端縁を均一にエッチングすることができ、寸法精度の低下を抑制することができる。
　支持体は、加工パターンによる１または複数の区画のそれぞれに対して３以上の突起を有していることが好ましい。これにより、突起によって各ガラス基板を安定して支持することができる。したがって、ガラス基板がガラス素板から分離する前後において同じ位置に支持される。
　片面エッチング処理部は、ガラス基板の分離が完了した後に支持体を回収可能位置まで搬送する搬送部を備えていることが好ましい。これにより、支持体の単位でガラス基板を回収することができるため、枚葉方式ではなくバッチ方式とすることができ、集中的に処理を行うことができ、回収作業を容易にすることができる。
　電子機器用カバーガラスの形状を形成するための加工パターンが形成された耐エッチング層が両方の主表面に設けられたガラス素板に対して、片面エッチング処理部より前に、ガラス素板の両方の主表面にエッチング処理を施して加工パターンの形成領域に窪みを形成する両面エッチング処理部を含むことが好ましい。加工パターンの形成領域にあらかじめ窪みを形成することにより、分離のために片面からエッチングする深さを浅くすることができるため、端縁の厚み方向の寸法の偏りを低減させることができる。また窪みを両面エッチングで形成することにより、窪みを形成するステップと分離ステップを連続的に行うことができ、生産効率を向上させることができる。
　本発明によれば、ガラス素板から分離されたガラス基板の回収効率を向上させつつ、寸法精度や強度などの品質を向上させ、歩留まりを改善させることのできる電子機器用カバーガラスの製造方法および製造装置を提供することができる。
電子機器用カバーガラスのガラス基板およびガラス素板を説明する図である。 エッチング装置について説明する図である。 支持体について説明する図である。 支持体にガラス素板を載置した状態を説明する図である。 エッチングによってガラス基板を分離させる際の断面を段階的に説明する図である。 ガラス基板が分離された後のエッチング液の流れを説明する図である。 第２実施形態に係るガラス素板を説明する図である。 第２実施形態に係るエッチング装置を説明する図である。 受渡部について説明する図である。 エッチングによってガラス基板を分離させる際の断面を段階的に説明する図である。
　以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
［第１実施形態］
　電子機器用カバーガラスとしての携帯機器用カバーガラスの製造方法および製造装置の第１実施形態について説明する。本実施形態でいう携帯機器とは、スマートフォンを含む携帯電話や、スレートＰＣ（Personal Computer）や、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの携帯機器（携帯型電子機器）である。
　図１は携帯機器用カバーガラスのガラス基板およびガラス素板を説明する図であって、図１Ａはガラス基板を示す図、図１Ｂはガラス素板を示す図、図１Ｃは耐エッチング領域を説明する図であって図１ＢのＡ－Ａ断面図である。図１Ａに示すように、ガラス基板１００は、例えば携帯端末の表示画面を保護するカバーガラスとして用いられる。ガラス基板１００の外周部１０２はおおむね矩形状である。また、ガラス基板１００には、例えばスピーカやマイクの音声入出力等に用いられる開口部１０４が設けられている。
　図１Ｂに示すように、ガラス基板１００は、大板のガラス素板１１０からエッチング処理によって分離される。図１Ｂでは、エッチング後に各ガラス基板１００となる領域を、区画１１６として示している。なお本実施形態ではガラス素板１１０から複数枚のガラス基板１００を分離させる例について説明するが、１枚だけを分離させる場合であっても本発明を同様に適用することができる。
　ガラス素板１１０は、溶融ガラスから直接シート状に成型したもの、あるいは、ある厚さに成型されたガラス体を所定の厚さに成型し、主表面を研磨して所定の厚さに仕上げたものを使用することができる。特に、ガラス素板１１０として溶融ガラスから直接シート状に成型したものを用いる場合には、ガラス素板１１０の主表面がマイクロクラックのない表面状態を有するため好ましい。溶融ガラスから直接シート状に成型する方法としては、ダウンドロー法、フロート法などが挙げられる。
　ガラス素板１１０は、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ボロシリケートガラス、透明な結晶化ガラスなどで構成されていることが好ましい。中でも、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３と、Ｌｉ２Ｏ及び／又はＮａ２Ｏとを含有したアルミノシリケートガラスであることが好ましい。Ａｌ２Ｏ３は、後述する化学強化においてイオン交換性能を向上させるため有用である。Ｌｉ２Ｏは、化学強化においてＮａ＋イオンとイオン交換させるための成分である。Ｎａ２Ｏは、化学強化においてＫ＋イオンとイオン交換させるための成分である。
　図１Ｃに示すように、ガラス素板１１０の上には耐エッチング層１１２（レジスト層）が形成されている。本実施形態では、一方の主表面（上面）のみに耐エッチング層１１２が形成される。耐エッチング層１１２はレジスト材を塗布した上で露光・現像して形成される。耐エッチング層１１２には、ガラス基板１００の区画１１６を形成する加工パターン１１４が形成される。加工パターン１１４とは、例えば、ガラス素板１１０の主表面が外部に露出しているパターンや、他の部分よりも層が薄いパターン等であって、エッチング液（エッチャント）によって食刻される領域である。本実施形態では、加工パターン１１４としてガラス素板１１０の主表面が外部に露出しているパターンを用いるものとして説明する。また、本実施形態では、加工パターン１１４において露出しているガラス素板１１０の領域を「加工パターンの形成領域」と称する。
　図２はエッチング装置２００について説明する図、図３は支持体１４０について説明する図であって、図３Ａは平面図、図３Ｂは図３ＡのＢ－Ｂ断面図である。図４は支持体１４０にガラス素板１１０を載置した状態を説明する図であって、図４Ａは平面図、図４Ｂは図４ＡのＣ－Ｃ断面図である。ガラス素板１１０は、図３に示す支持体１４０上に載置されて、図２に示すエッチング装置２００の中をローラーコンベアからなる搬送部２０２によって搬送されながらエッチングされる。
　図３Ａ、図３Ｂに示すように、支持体１４０は、板状の基体１４２と、ガラス素板１１０または小片となったガラス基板１００を支持する複数の突出部としての複数の突起１４４と、エッチング液を排出するための多数の孔１４６を備えている。本実施形態では、突起１４４と孔１４６は交互に、かつ千鳥状に配置されている。なお、支持体１４０から孔１４６を省略し、支持体１４０に突起のみを設けてもよい。
　図４Ａ、図４Ｂに示すように、突起１４４のピッチは区画１１６の大きさよりも狭く設定されている。したがって、１つの区画１１６（エッチング後は１枚のガラス基板１００）は、３以上の突起１４４で支持される。これにより、分離後の各ガラス基板１００を突起１４４によって安定して支持することができる。これに加えて、ガラス基板１００は、ガラス素板１１０から分離する前後において同じ位置に支持される。なお図４においてガラス基板１００の耐エッチング層１１２は透過して表示している。また、ガラス基板１００をより安定して支持するために、突起１４４のピッチは区画１１６の短辺の１／２以下であることが好ましい。
　ここで、突起１４４は、ゴムなどの弾性体によって構成されており、ガラス基板１００及びガラス素板１１０との接触部での摩擦係数が比較的大きくなり、エッチング処理中のガラス基板１００及びガラス素板１１０の移動が抑えられる。このため、ガラス基板１００がガラス素板から分離する前後において突起１４４によって同じ位置に支持されるため、分離されたガラス基板１００の移動を抑えることができ、ガラス基板１００の回収作業効率を向上させることができる。これに加えて、ガラス基板１００がガラス素板１１０から分離する前後において同じ位置に支持されるため、溶解が進んで残りわずかな部位でガラス素板１１０と繋がっている状態においても、その繋がっている部位がガラス基板１００の自重によって割れてしまうことを抑制し、完全にエッチング処理の溶解のみによって分離することができる。ガラス基板１００の端縁に割れが生じないことから、不良率を減らして、歩留まりを改善することができる。またガラス基板１００の端縁の割れに起因するクラックによる強度低下を抑制することができ、割れた箇所が突出することによる寸法精度の低下を抑制することができるため、ガラス基板１００の品質を向上させることができる。
　エッチング装置２００は、搬送部２０２の進行方向に沿って、投入領域２４０、片面エッチング処理部２５０、水洗処理部２７０、取出領域２９０を備えている。また、エッチング装置２００は、例えばコンピュータ等を含む制御盤からなる制御部（図示せず）を有している。エッチング装置２００の動作（搬送部２０２の搬送速度、ノズル２５２から噴出するエッチング液の流量、ノズル２５２の往復速度など）は、制御部によって制御される。
　投入領域２４０では、搬送部２０２上に支持体１４０を載置し、その上にガラス素板１１０を載置する（図４Ａ参照）。このとき耐エッチング層１１２が上面になるように配置する。すなわち、耐エッチング層１１２が一方の主表面に設けられたガラス素板１１０に対して、他方の主表面における加工パターン１１４で囲まれた区画１１６の内側を、ガラス素板１１０における支持される面（下面）の加工パターン１１４の投影領域と支持体１４０の突起１４４とが非接触になるように支持する（支持ステップ）。そして搬送部２０２によって、片面エッチング処理部２５０に搬送する。
　片面エッチング処理部２５０には、上方にエッチング液をシャワーリングするノズル２５２が設置されている。なお、エッチング方法は、エッチング速度が速い点で、乾式エッチング（ドライエッチング）よりも、湿式エッチング（ウェットエッチング）であることが好ましい。ウェットエッチングに使用するエッチング液は、ガラス素板を食刻できるものであればよい。例えば、フッ酸を主成分とする酸性溶液や、フッ酸に硫酸、硝酸、塩酸、ケイフッ酸のうち少なくとも一つの酸を含む混酸などを用いることができる。
　片面エッチング処理部２５０は、ガラス素板１１０における耐エッチング層１１２が設けられた面をエッチング処理する。ノズル２５２はエッチング液を勢いよく噴出しながら、進行方向（搬送方向）に対する直交方向へ往復するように首振りを行う。このようなシャワー方式のエッチング方法を用いることにより、搬送中のガラス素板１１０の上面部に対して均一となるように、エッチング液を供給することができる。これとともに、新しいエッチング液が常にガラス素板１１０に供給されるため、ガラスのエッチングに伴って生じる反応性生物（スケール）を流し、反応性生物のガラス素板１１０又はガラス基板１００への付着を抑えることができる。なお、エッチング液のシャワーリングの水圧は、反応性生物を流しうる程度の圧力であればよい。
　図５はエッチングによってガラス基板１００を分離させる際の断面を段階的に説明する図である。図５Ａはエッチング前の状態を示していて、耐エッチング層１１２の間に加工パターン１１４が形成されている。加工パターン１１４の形成領域では、ガラス素板１１０が露出している。
　図５Ｂに示すように、片面エッチング処理部２５０においてエッチングが行われると、加工パターン１１４に沿ってガラス素板１１０が溶解されて、加工パターン１１４の形成領域に窪み１１４ａが形成される。ウェットエッチングでは、ガラスは等方的にエッチングされる。したがって窪み１１４ａは深さが深まると同時に幅が広がっていく。
　このように、ガラス素板１１０における支持される面（下面）に対する裏面（上面）をエッチングすることにより、支持体１４０がエッチング液のシャワーリングを阻害することがない。つまり、支持体１４０は、ガラス素板１１０のシャワーリングによる片面エッチングを阻害しないようガラス素板１１０の一方の面を支持する構成である。また、ガラス素板１１０における支持される面（下面）の加工パターン１１４の投影領域と支持体１４０の突起１４４とが非接触である。このため、ガラス基板１００の端面となる加工パターン１１４周辺でエッチング液が滞留することなく流動することから、ガラス基板１００の端面となる加工パターン１１４におけるエッチング処理のむらを抑えることができ、ガラス基板の寸法精度および強度を向上させることができる。
　また、ガラス素板１１０における支持される面（下面）に対する裏面（上面）をエッチングすることにより、ガラス基板１００がガラス素板１１０から分離する前後において同じ位置に支持される。特に、上方に向かって突出する突起１４４によってガラス素板１１０を下方から支持し、上方からエッチング液をシャワーリングしてエッチング処理することにより、ガラス基板１００の質量のみでなく、シャワーリングによる圧力によって支持体１４０の突起１４４に圧接させることになる。この結果、ガラス基板１００を支持体１４０に簡単かつ確実に固定することができる。
　このため、溶解が進んで残りわずかな部位でガラス素板１１０と繋がっている状態においても、その繋がっている部位がガラス基板１００の自重によって割れてしまうことを抑制し、完全にエッチング処理の溶解のみによって分離することができる。ガラス基板１００の端縁に割れが生じないことから、不良率を減らして、歩留まりを改善することができる。またガラス基板の端縁の割れに起因するクラックによる強度低下を抑制することができ、割れた箇所が突出することによる寸法精度の低下を抑制することができるため、ガラス基板１００の品質を向上させることができる。
　さらに、突起１４４によって複数の区画１１６をそれぞれ支持するように構成したことにより、一枚のガラス素板１１０から複数枚のガラス基板１００を分離させる場合に、各ガラス基板１００の移動を抑制することができる。このためガラス基板同士がぶつかって欠けてしまうことを抑制し、品質の向上を図ることができ、歩留まりを改善することができる。
　図５Ｃに示すように、さらにエッチングが進行すると、やがて窪み１１４ａはガラス素板１１０の下面に至り、ガラス基板１００が分離される（分離ステップ）。そして、図５Ｄに示すように、さらにエッチングが進行すると、分離ステップで分離した際にガラス基板１００に形成された先端部の一部（又は全部）が除去され、先端部の形状が非尖鋭状とされる。
　図６はガラス基板１００が分離された後のエッチング液の流れを説明する図である。図６に示すように、ガラス素板１１０の上にシャワーリングされたエッチング液は加工パターン１１４に形成された溝から落下し、さらに支持体１４０の孔１４６から下方に落下する。ガラス素板１１０に当接する部位が突起１４４であることから、加工パターン１１４の背面側には空間が形成されるため、ガラス素板１１０及びガラス基板１００からのエッチング液の排出効率を高めることができ、ガラス基板１００の端縁にエッチング液が溜まることがない。このため端縁を均一にエッチングすることができ、寸法精度の低下を抑制することができる。
　水洗処理部２７０では、上方と下方にそれぞれ水をシャワーリングするノズル２７２、２７４が設置されている。これにより、ガラス基板１００に付着したエッチング液は全て除去される。
　取出領域２９０は回収可能位置（ガラス基板１００を回収できる位置）であって、搬送部２０２は支持体１４０を取出領域２９０まで搬送する。作業員又はロボットハンド等を有する回収装置（図示せず）が支持体１４０の上からガラス基板１００を取り上げて回収する。このように支持体１４０の単位でガラス基板を回収することにより、回収作業を枚葉方式ではなくバッチ方式とすることができ、集中的に処理を行うことができ、回収作業を容易にすることができる。また、ガラス基板１００がガラス素板１１０から分離する前後において同じ位置に支持されるため、分離されたガラス基板１００の移動が抑えられている。特にガラス素板１１０から複数枚のガラス基板１００を分離させる場合には、各ガラス基板１００をそれぞれ支持することにより、各ガラス基板１００の移動を抑えられている。このため分離後のガラス基板１００が散乱することがなく、ガラス基板１００の回収作業効率を向上させることができる。
　なお上記第１実施形態においては加工パターン１１４の形成領域をエッチングのみによって溶解させて分離するように説明したが、分離ステップより前に機械加工またはレーザー加工によって加工パターン１１４にあらかじめ窪みを形成してもよい。これにより、分離のために片面からエッチングする深さを浅くすることができるため、エッチング処理時間を短縮することができるとともに、エッチャントの使用量を低減することができる。
　なお、上記第１実施形態では、ガラス素板１１０における支持される面（下面）の加工パターン１１４の投影領域と支持体１４０の突起１４４とが非接触になるように、ガラス素板１１０を支持体１４０に載置した構成について説明した。しかしながら、ガラス素板１１０における支持される面（下面）に、耐エッチング層１１２と同様の層を形成し、その層に加工パターン１１４を形成した場合には、突起１４４と加工パターン１１４の水平方向の位置関係によらずに、ガラス素板１１０における支持される面（下面）の加工パターン１１４の投影領域と支持体１４０の突起１４４とが非接触となり、本発明の効果を得ることができる。
　なお、上記実施形態１では、突出部として突起１４４が形成された支持体１４０を用いる構成について説明した。しかしながら、突出部の形状は、ガラス素板１１０における支持される面（下面）に空間を形成するような形状であればよい。
　なお、通常は、ガラス素板からガラス基板を分離させた後に、化学強化を施し、印刷を行い、タッチパネル用の透明電極（ＩＴＯ：Indium-tin-oxide）を形成する。しかし、上記の分離ステップより前に、具体的には耐エッチング層１１２を形成する前に、ガラス素板の状態で化学強化を行ったり、区画１１６に印刷を施したり、区画１１６にタッチパネル用の透明電極を形成したりしてもよい。
　化学強化を施す際には、ラックにガラス基板１００を載置する必要がある。また印刷や透明電極の形成には、ガラス基板１００の端縁をチャックして、それぞれの装置に複数回通す必要がある。このため、ガラス基板１００の端縁に欠けやクラックなどの損傷を与える可能性がある。これに対して、ガラス素板の状態で処理を行うことにより、ガラス基板の端縁をチャックによって傷つける機会が減少するため、不良率を減らして歩留まりを改善させることができる。また特にガラス素板に複数枚のガラス基板を区画する場合には、複数枚のガラス基板に同時に処理を施すことになるため、生産効率を向上させることができる。
［第２実施形態］
　本実施形態に係る電子機器用カバーガラスとしての携帯機器用カバーガラスの製造方法および製造装置の第２実施形態について説明する。上記第１実施形態は片面のみをエッチングする構成であったが、第２実施形態は分離ステップである片面エッチングの前に両面エッチングを行って、加工パターンの形成領域にあらかじめ窪みを設ける例である。第１実施形態においてした説明と重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
　図７は第２実施形態に係るガラス素板を説明する図である。図７に示すように、ガラス素板１１０の両方の主表面（上下面）には耐エッチング層１１２が形成されている。両面のレジストパターンは一致していて、加工パターン１１４は対向する位置に形成されている。
　図８は第２実施形態に係るエッチング装置３００を説明する図であって、図８Ａはエッチング装置３００の全体構成図、図８Ｂは両面エッチング処理部２２０の断面図である。エッチング装置３００は、前段と後段との２段に分かれている。エッチング装置３００の前段は両面エッチングを行う部分である。エッチング装置３００の後段は、第１実施形態で説明したエッチング装置２００と同様の片面エッチングを行う部分である。エッチング装置３００の前段は、投入領域２１０、両面エッチング処理部２２０及び受渡部２３０を備え、後段の片面エッチング処理部２５０へと続いている。また、エッチング装置３００は、エッチング装置２００と同様に制御部を有している。エッチング装置３００における制御部は、搬送部２０２、３０２の搬送速度、ノズル２５２、２２２、２２４から噴出するエッチング液の流量や往復速度、および後述する受渡部２３０の動作の制御などを行う。
　投入領域２１０から受渡部２３０までは、ローラーコンベアからなる搬送部３０２によってガラス素板１１０が搬送される。ただし投入領域２１０から受渡部２３０までは支持体１４０を用いずに、ガラス素板１１０が搬送部３０２によって直接支持される。
　両面エッチング処理部２２０は、片面エッチング処理部２５０より前に、ガラス素板１１０の両方の主表面にエッチング処理を施して加工パターン１１４の形成領域に窪みを形成する。両面エッチング処理部２２０では、上方にノズル２２２が、下方にノズル２２４が設置されていて、ガラス素板１１０の両主表面にエッチング液をシャワーリングする。なお図８Ｂに示すように、搬送部３０２は側端に大径のローラ３０２ａを備えていて、ガラス素板１１０の端部を支持している。ローラ３０２ａの軸は細く、またガラス素板１１０から離れているため、下方のノズル２２４から噴射されたエッチング液は支障なくガラス素板１１０の下面全体に到達することができる。
　受渡部２３０は、両面エッチング処理部２２０を通過したガラス素板１１０を、支持体１４０に支持させる部分である。
　図９は受渡部２３０について説明する図である。受渡部２３０は、前段の搬送部３０２と搬送レベル（搬送高さ）が同じタイミング調整部２３２と、支持体１４０を支持位置で待機させる待機部２３４とを備えている。受渡部２３０における各動作は、制御部によって制御される。タイミング調整部２３２と待機部２３４は、いずれもローラーコンベアによる搬送機能を備えている。
　図９Ａに示すように、搬送部３０２を搬送されてきたガラス素板１１０はタイミング調整部２３２に到達する。タイミング調整部２３２では、ガラス素板１１０の端部がセンサ（図示せず）を介して制御部に検知されて、制御部がガラス素板１１０の現在位置を取得する。この際に、制御部は、必要に応じて搬送部３０２に指令を送り、ガラス素板１１０の搬送速度を減速させる、又は搬送を停止させる。ここで、待機部２３４にはあらかじめ支持体１４０が設置されており、制御部は、ガラス素板１１０が到着するまで支持体１４０を待機部２３４で待機させる。
　ここで、搬送部２０２の搬送レベル（搬送高さ）は搬送部３０２の搬送レベルに対して低くなっていて、支持体１４０の脇から搬送ローラ２３６が上方に突出している。搬送ローラ２３６の上端はタイミング調整部２３２のローラの上端と同じ高さにあり、図９Ｂに示すように、ガラス素板１１０はタイミング調整部２３２から待機部２３４の搬送ローラ２３６上へと移動する。
　図９Ｃに示すように、ガラス素板１１０の全体が支持体１４０の上に移動すると、制御部はセンサ（図示せず）を介してガラス素板１１０の到着を検出し、搬送ローラ２３６を下降させる。これによりガラス素板１１０は支持体１４０に載置される（支持ステップ）。そして図９Ｄに示すように、制御部は待機部２３４に搬送を開始させて、搬送部２０２へと支持体１４０を送り出す。以後は、第１実施形態で説明したように片面エッチング処理部２５０においてエッチング処理が行われて、各ガラス基板１００が分離される。
　このように、両面エッチングの際には支持体１４０を用いずに、片面エッチングに際しては支持体１４０で支持した状態でエッチング処理を行う。これにより、両面エッチングの際には支持体１４０が下面のエッチング処理を邪魔することなく、かつ分離ステップで円滑にガラス素板を支持体で支持して上面を片面エッチングすることができる。
　図１０はエッチングによってガラス基板１００を分離させる際の断面を段階的に説明する図である。図１０Ａはエッチング前の状態を示していて、耐エッチング層１１２の間に加工パターン１１４が形成されている。加工パターン１１４の形成領域では、ガラス素板１１０が露出している。
　図１０Ｂに示すように、両面エッチング処理部２２０においてエッチングが行われると、加工パターンにそってガラス素板１１０が溶解されて、両方の主表面の加工パターン１１４の形成領域に窪み１１４ａ、１１４ｂが形成される。
　図１０Ｃに示すように、さらに片面エッチング処理部２５０においてエッチングが行われると、さらに窪み１１４ａが深くなり、やがて図１０Ｄに示すように窪み１１４ａ、１１４ｂが連続することによって各ガラス基板１００が分離される。本実施形態では、まず両面エッチング処理によって窪み１１４ａ、１１４ｂを形成し、さらに窪み１１４ａを掘り下げている。これにより、図１０Ｄに示すようにガラス基板１００を抜き出すと、その端面には境界部１１４ｃと、境界部１１４ｃを中心に厚さ方向で対称な形状（又は厚さ方向でほぼ対称な形状）の傾斜面１１４ｄ及び傾斜面１１４ｅとが形成される。これにより、エッチング処理時間を短縮することができるとともに、エッチャントの使用量を低減することができる。
　上記のように、加工パターン１１４の形成領域にあらかじめ窪み１１４ａ、１１４ｂを形成することにより、分離のために片面からエッチングする深さを浅くすることができるため、エッチング処理時間を短縮することができるとともに、エッチャントの使用量を低減することができる。これに加えて、ガラス基板の端面における厚さ方向の形状の偏りを抑えることができる。また窪み１１４ａ、１１４ｂを両面エッチングで形成することにより、窪みを形成するステップと分離ステップを連続的に行うことができ、生産効率を向上させることができる。
　なお第２実施形態においては両面エッチング処理をシャワーリングによって行うように説明したが、ディップ方式によってエッチングを行ってもよい。
　また上記第１、第２実施形態においては、支持ステップにおいてはガラス素板１１０を下方から支持して、分離ステップにおいては上方の主表面をエッチングするように説明した。しかしながら、支持ステップにおいて上方から支持して、分離ステップにおいて下方の主表面をエッチングしてもよい。上方から支持する手段としては、例えばエア吸引による吸着支持が挙げられる。
　以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。例えば、実施形態１、２では、電子機器用カバーガラスとしての携帯機器用カバーガラスを製造する場合について説明した。しかしながら、本発明は、電子機器用カバーガラスとしてのタッチセンサ用カバーガラスの製造にも適用することができる。
　なお、本願の他の発明は、次の構成である。
（第１の構成）
　電子機器用カバーガラスの形状を形成するための加工パターンが形成された耐エッチング層が少なくとも一方の主表面に設けられたガラス素板に対して、他方の主表面における前記加工パターンで囲まれた区画の内側を支持する支持ステップと、前記ガラス素板の前記一方の主表面をエッチング処理することにより、前記加工パターンに沿って前記ガラス素板を溶解し、電子機器用カバーガラスの形状のガラス基板を前記ガラス素板から分離する分離ステップとを含むことを特徴とする電子機器用カバーガラスの製造方法。
（第２の構成）
　前記支持ステップにおいては上方に向かって突出する突起を有する板状の支持体によって前記ガラス素板を下方から支持し、前記分離ステップにおいては上方の主表面にエッチング液をシャワーリングしてエッチング処理する前記第１の構成の電子機器用カバーガラスの製造方法。
　本発明は、携帯機器（携帯型電子機器）の表示画面のカバー部材として用いられる携帯機器用カバーガラスと、タッチセンサのカバー部材として用いられるタッチセンサ用カバーガラスとを含む電子機器用カバーガラスの製造方法および製造装置として利用することができる。
１００…ガラス基板、１０２…外周部、１０４…開口部、１１０…ガラス素板、１１２…耐エッチング層、１１４…加工パターン、１１４ａ…窪み、１１４ｂ…窪み、１１４ｃ…境界部、１１４ｄ…傾斜面、１１４ｅ…傾斜面、１１６…区画、１４０…支持体、１４２…基体、１４４…突起、１４６…孔、２００…エッチング装置、２０２…搬送部、２１０…投入領域、２２０…両面エッチング処理部、２２２…ノズル、２２４…ノズル、２３０…受渡部、２３２…タイミング調整部、２３４…待機部、２３６…搬送ローラ、２４０…投入領域、２５０…片面エッチング処理部、２５２…ノズル、２７０…水洗処理部、２７２…ノズル、２７４…ノズル、２９０…取出領域、３００…エッチング装置、３０２…搬送部、３０２ａ…ローラ

Claims (12)

  1. 　電子機器用カバーガラスの形状を形成するための加工パターンが形成された耐エッチング層が少なくとも一方の主表面に設けられたガラス素板に対して、他方の主表面における前記加工パターンで囲まれた区画の内側を、他方の主表面における前記加工パターンをガラス素板の板厚方向へ投影した領域と支持体とが非接触となるように前記支持体により支持する支持ステップと、
    　前記ガラス素板の前記一方の主表面をエッチング処理することにより、前記加工パターンに沿って前記ガラス素板を溶解し、電子機器用カバーガラスの形状のガラス基板を前記ガラス素板から分離する分離ステップと
    　を含むことを特徴とする電子機器用カバーガラスの製造方法。
  2. 　前記分離ステップにおいては、上方の主表面にエッチング液を前記ガラス素板に向けてエッチング液をシャワーリングしてエッチング処理し、
    　前記支持ステップにおいては、上方に向かって突出し前記ガラス素板の下方の主表面側にエッチング液流動用の空間を形成するための複数の突出部を有し、前記支持体としての板状の支持体によって前記ガラス素板を下方から支持することを特徴とする請求項１に記載の電子機器用カバーガラスの製造方法。
  3. 　前記耐エッチング層には複数の電子機器用カバーガラスとなる複数の区画が前記加工パターンによって形成され、
    　前記支持ステップでは前記複数の区画の内側をそれぞれ支持することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子機器用カバーガラスの製造方法。
  4. 　前記ガラス素板のうち前記加工パターンの形成領域には、前記分離ステップより前に窪みが形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電子機器用カバーガラスの製造方法。
  5. 　前記ガラス素板の両方の主表面には加工パターンが形成された耐エッチング層が設けられていて、
    　前記窪みは両面エッチングによって形成されることを特徴とする請求項４に記載の電子機器用カバーガラスの製造方法。
  6. 　前記支持ステップにおいては、上方に向かって突出する突出部を有する板状の支持体を支持位置で待機させ、前記両面エッチングが完了したガラス素板を前記支持体の上に搬送及び載置して支持することを特徴とする請求項５に記載の電子機器用カバーガラスの製造方法。
  7. 　前記ガラス素板には、前記分離ステップより前に、化学強化、前記区画に対応する印刷、及び前記区画にタッチパネル用の透明電極の形成の少なくともいずれかの処理が施されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電子機器用カバーガラスの製造方法。
  8. 　電子機器用カバーガラスの形状を形成するための加工パターンが形成された耐エッチング層が少なくとも一方の主表面に設けられたガラス素板に対して、他方の主表面における前記加工パターンで囲まれた区画の内側を、他方の主表面における前記加工パターンをガラス素板の板厚方向へ投影した領域と非接触となるように支持する支持体と、
    　前記ガラス素板の前記一方の主表面をエッチング処理することにより、前記加工パターンに沿って前記ガラス素板を溶解し、電子機器用カバーガラスの形状のガラス基板を前記ガラス素板から分離する片面エッチング処理部と
    　を含むことを特徴とする電子機器用カバーガラスの製造装置。
  9. 　前記支持体は、上方に向かって突出し前記ガラス素板の下方の主表面側にエッチング液流動用の空間を形成するための複数の突出部を有し、前記複数の突出部によって前記ガラス素板を支持することを特徴とする請求項８に記載の電子機器用カバーガラスの製造装置。
  10. 　前記支持体は、前記加工パターンによる１または複数の区画のそれぞれに対して３以上の突出部を有していることを特徴とする請求項９に記載の電子機器用カバーガラスの製造装置。
  11. 　前記片面エッチング処理部は、ガラス基板の分離が完了した後に前記支持体を回収可能位置まで搬送する搬送部を備えていることを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の電子機器用カバーガラスの製造装置。
  12. 　電子機器用カバーガラスの形状を形成するための加工パターンが形成された耐エッチング層が両方の主表面に設けられたガラス素板に対して、
    　前記片面エッチング処理部より前に、前記ガラス素板の両方の主表面にエッチング処理を施して前記加工パターンの形成領域に窪みを形成する両面エッチング処理部を含むことを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の電子機器用カバーガラスの製造装置。
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