(57)【要約】【課題】ガラス表面に形成される樹脂製のパターンの剥離を抑制するガラスシートならびにその製造方法を提供する。【解決手段】板状の溶融ガラスを延伸して成形されたガラスシートであって、樹脂製パターンが形成される前記ガラスシートの主表面に粗面化処理が施され、前記主表面の平均粗さ（Ｒａ）が０．２ｎｍ以上であり、且つ、最大谷深さ（Ｒｖ）が２ｎｍ以上であることを特徴とするガラスシートを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の溶融ガラスを延伸して成形されたガラスシートであって、樹脂製パターンが形成される前記ガラスシートの主表面に粗面化処理が施され、前記主表面の平均粗さ（Ｒａ）が０．２ｎｍ以上であり、且つ、最大谷深さ（Ｒｖ）が２ｎｍ以上であることを特徴とするガラスシート。
【請求項２】
前記主表面は、サーフコムによる表面測定において、
カットオフ値０．８〜１０．０ｍｍの測定条件において基準線からの高さ（深さ）が１５ｎｍ  以下、且つ、
カットオフ値１．０〜２５．０ｍｍの測定条件において基準線からの高さ（深さ）が４５ｎｍ  以下である、
請求項１に記載のガラスシート。
【請求項３】
前記主表面とは反対側の前記ガラスシートの表面における最大谷深さ（Ｒｖ）が、前記主表面の最大谷深さ（Ｒｖ）よりも小さい、請求項１又は２に記載のガラスシート。
【請求項４】
前記ガラスシート表面の面内に、前記粗面化処理により形成された少なくとも５μｍ以上の長さの擦痕を有する請求項１から３のいずれか１項に記載のガラスシート。
【請求項５】
板状の溶融ガラスを延伸してガラスシートを成形する成形工程と、
前記ガラスシートの主表面に粗面化処理を施すことで、前記主表面の前記表面の平均粗さ（Ｒａ）が０．２ｎｍ以上、且つ、最大谷深さ（Ｒｖ）が２ｎｍ以上とする粗面化工程と、
を有することを特徴とするガラスシートの製造方法。
【請求項６】
溶融ガラスをオーバーフローダウンドロー法によりガラスシートに成形する成形工程と、
樹脂製パターンの密着性が向上するように前記ガラスシートの主表面を粗面化する粗面化工程を有することを特徴とするガラスシートの製造方法。
【請求項７】
前記粗面化工程は、擦痕が形成されるよう表面処理する請求項６に記載のガラスシートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイ用ガラスシートならびにその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイでは、光の透過量を制御するＴＦＴ（Thin Film Transistor）と液晶、カラーフィルタとを構成要素としている。液晶ディスプレイに代表されるようなカラーフィルタ方式のディスプレイに用いられるカラーフィルタパネルの製造方法は、通常、ガラスシートの表面に黒色のマトリックスを形成し、続いて、赤、緑、青、黄、白その他異なる色相を順次、ストライプ状あるいはモザイク状等の色パターンで形成する方法が用いられている。
【０００３】
ディスプレイの高精細化に伴い、ガラスシートの表面に配置されるブラックマトリックスの線幅およびピッチは小さくなっている。例えば、ディスプレイの高コントラスト化を達成するために、ブラックマトリックスの高細線化・高精細化（具体的には、２０μｍ未満の線幅）による開口率の向上、および、ブラックマトリックスの高い寸法精度による遮光性の向上が必要になっている。また、ディスプレイ画素数の高密度化に伴い、パターンサイズはカラーフィルタの用途並びにそれぞれの色により異なるが、一例としては、赤、緑、青の画素は２００〜３００μｍから１００μｍへ、ブラックマトリックスは１０μｍから５μｍ、さらには５μｍ未満へと細線技術が開発されている。
【０００４】
カラーフィルタの製造法には電着法、染色法、印刷法および顔料分散法などがあるが、最近では顔料分散法が主流となっている。顔料分散法は、シートに塗布された感光性樹脂に顔料を分散したカラーレジスト、あるいは非感光樹脂に顔料を分散したカラーペーストを、フォトリソグラフィ加工法を用いてパターン形成する方法であり、染色工程が不要なため製造工程が簡略化でき、また得られた着色画素は、耐光、耐熱性に優れ、高精度の画素を形成できるという利点がある。また、顔料を含んだ樹脂製のブラックマトリックス材（以下、ＢＭ材ともいう）は、密着性が低いとされシランカップリング剤などを添加して密着性の向上が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−０５３７１０号公報
【特許文献２】特開２０００−２２１４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ガラスシートの表面状態によって、ガラスシートの表面とパターンとの密着性は変化する。例えば、１０μｍ以下、特に５μｍ以下へと高細線化された樹脂製のブラックマトリックスでは、ガラスシートの表面状態の影響を受けやすく、その表面状態の相違によって、同じＢＭ材を使用していたとしても、ブラックマトリックスに剥離が発生しやすくなるという問題が生じている。
【０００７】
そこで、本発明では、ガラス表面に形成される樹脂製のパターンの剥離を抑制するガラスシートならびにその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のガラスシートは、板状の溶融ガラスを延伸して成形されたガラスシートであって、樹脂製パターンが形成される上記ガラスシートの主表面に粗面化処理が施され、上記主表面の平均粗さ（Ｒａ）が０．２ｎｍ以上であり、且つ、最大谷深さ（Ｒｖ）が２ｎｍ以上であることを特徴とする。
【０００９】
上記ガラスシート表面は、サーフコムによる表面測定において、カットオフ値０．８〜１０．０ｍｍの測定条件において基準線からの距離（高さ・深さ）が１５ｎｍ以下、且つ、カットオフ値１．０〜２５．０ｍｍの測定条件において基準線からの距離（高さ・深さ）が４５ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１０】
上記主表面とは反対側の上記ガラスシートの表面における最大谷深さ（Ｒｖ）は、上記主表面の最大谷深さ（Ｒｖ）よりも小さいことが好ましい。
【００１１】
上記ガラスシート表面の面内に、上記粗面化処理により形成された少なくとも５μｍ以上の長さの擦痕を有することが好ましい。
【００１２】
また、本発明のガラスシートの製造方法は、板状の溶融ガラスを延伸してガラスシートを成形する成形工程と、上記ガラスシートの主表面に粗面化処理を施すことで、上記表面の上記表面の平均粗さ（Ｒａ）が０．２ｎｍ以上、且つ、最大谷深さ（Ｒｖ）が２ｎｍ以上とする粗面化工程と、を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のガラスシートの製造方法は、溶融ガラスをオーバーフローダウンドロー法によりガラスシートに成形する成形工程と、樹脂製パターンの密着性が向上するように上記ガラスシートの主表面を粗面化する粗面化工程を有することを特徴とする。
【００１４】
上記粗面化工程では、擦痕が形成されるよう表面処理することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ガラス表面に形成される樹脂製のパターンの剥離を抑制するガラスシートならびにその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係るシートガラスの製造方法のフローチャートである。
【図２】本実施形態に係るシートガラスの製造方法で用いられるシートガラスの製造装置１を示す模式図である。
【図３】本実施形態の評価工程のフローを示す図である。
【図４】本実施形態のフォトマスクを模式的に示す図である。
【図５】本実施形態のマスクパターンを模式的に示す図である。
【図６】本実施形態のレジストパターンの評価方法を説明するための図である。
【図７】実施例１のガラスシートの主表面のＡＦＭ画像である。
【図８】実施例２のガラスシートの主表面のＡＦＭ画像である。
【図９】比較例のガラスシートの主表面のＡＦＭ画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本実施形態のガラスシートの製造方法について説明する。本実施形態に係るシートガラスの製造方法では、ダウンドロー法を用いてシートガラスが製造される。
【００１８】
［シートガラスの製造方法の概要］
まず、図１および図２を参照して、シートガラスの製造方法に含まれる複数の工程および複数の工程に用いられるシートガラスの製造装置１を説明する。シートガラスの製造方法は、図１に示すように、主として、溶融工程Ｓ１と、清澄工程Ｓ２と、成形工程Ｓ３と、冷却工程Ｓ４と、切断工程Ｓ５と、粗面化工程Ｓ６とを含む。
【００１９】
溶融工程Ｓ１は、ガラスの原料が溶融される工程である。ガラスの原料は、所望の組成になるように調合された後、図２に示すように、上流に配置された溶融装置２に投入される。ガラス原料は、例えば、ＳｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3，Ｂ2Ｏ3，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ等の組成からなる。具体的には、歪点が６６０℃以上となるガラス原料を用いる。ガラスの原料は、溶融装置２で溶融されて、溶融ガラスになる。溶融温度は、ガラスの種類に応じて調整される。本実施形態では、ガラス原料が１５００〜１６５０℃で溶融される。溶融ガラスは、上流パイプ３を通って清澄装置４に送られる。
【００２０】
清澄工程Ｓ２は、溶融ガラス中の気泡の除去を行う工程である。清澄装置４内で気泡が除去された溶融ガラスは、その後、下流パイプ５を通って、成形装置６へと送られる。
【００２１】
成形工程Ｓ３は、溶融ガラスをシート状のガラス（シートガラス）に成形する工程である。本実施形態では、オーバーフローダウンドロー法を用いる。
【００２２】
冷却工程Ｓ４は、シートガラスを冷却（徐冷）する工程である。シートガラスは、冷却工程Ｓ４を経て室温に近い温度へと冷却される。なお、成形工程Ｓ３から冷却工程Ｓ４にかけての冷却の状態に応じて、シートガラスの厚み（板厚）、シートガラスの反り量、およびシートガラスの歪量が決まる。このシートガラスの表面は、ブラックマトリクス材等の樹脂製のパターンの密着性が低い場合がある。
【００２３】
［粗面化工程］
粗面化工程Ｓ５では、粗面化装置８により、樹脂製のパターンを形成した場合の剥離を抑制するために、樹脂製パターンの密着性が向上するように、上記ガラスシートの主表面の粗面化を行う。ここでガラスシートの主表面とは、ガラスシートの表面の内、樹脂製のパターンが形成される表面（部分）を指し、製品領域となる面である。また、樹脂パターンの密着性は、後述の評価方法により行う。「樹脂製パターンの密着性が向上するように」とは、本粗面化工程後の上記評価方法による樹脂パターンの密着性が、本粗面化工程前より高くなっていることを意味する。
【００２４】
粗面化手段としては、サンドブラスト法、液体フォーミング法、パッドで擦る方法等の物理的手段による方法や、ガラス表面を化学的に腐食させる化学的手段による方法が挙げられる。本発明の粗面化工程では、面が粗化されることで表面積を増加させるというよりも、ある程度の深さを有する谷を形成することにより、アンカー効果を持たせることが好ましい。このため、粗面化手段としては、物理的手段により、例えば、フィラーが添加された硬質ウレタン等の樹脂で、シートガラスの表面を擦ることにより行うことが好ましい。
【００２５】
樹脂パターンの形成は、所望の配線パターンが露光され現像されることで形成されるが、現像する際に用いられる現像液が、ガラスと樹脂パターンとの界面に侵入することで、樹脂パターンを剥離させやすくする場合がある。本発明における粗面化工程による粗面化では、上記アンカー効果に加えて、現像液の回り込みを抑制する効果も得られる。すなわち、ガラスと樹脂パターンの界面に、現像液が侵入するのを抑制することで、ガラスと樹脂パターンの接地面の減少を抑制することができ、剥離を抑制する。
【００２６】
上記フィラーとしては、ジルコニア、セリア、ダイアモンドなどが挙げられる。中でも、セリアが好ましい。セリアは、シリカ等のガラス成分に化学的にも作用することにより、シートガラス表面を好適に粗面化できる。遊離砥粒は使用しても良いし、しなくても良い。本実施形態においては、セリア内添の硬質ウレタンパッドを用いて、遊離砥粒を使用せずに、ガラスシートの主表面を擦って粗面化を行う。
【００２７】
粗面化工程Ｓ５では、擦痕（キズ）が形成されるように表面処理されることが好ましい。擦痕は、ガラスシートの製品領域の任意の箇所のＡＦＭ測定において観察されればよい。擦痕は、ＡＦＭ画像で線として表れ、容易に観察・判別可能である。擦痕は、少なくとも５μｍ以上の長さを有することが好ましい。
【００２８】
粗面化工程Ｓ５では、シートガラスの主表面に粗面化処理を施すことで、主表面の平均粗さ（Ｒａ）を０．２ｎｍ以上、且つ、最大谷深さ（Ｒｖ）を２ｎｍ以上とする。シートガラスの主表面を、このような粗さを有するように粗面化することにより、ガラス表面に形成される、例えば、１０μｍ以下、特に５μｍ以下へと高細線化された樹脂製のパターン（例えばブラックマトリクス）の剥離が抑制される。主表面の平均粗さ（Ｒａ）は、０．１μｍ未満であり、具体的には０．２ｎｍ以上１０ｎｍ以下とすることができ、さらには０．２〜１．０ｎｍ、特には０．２５〜０．５ｎｍとすることができる。
【００２９】
上記粗面化工程は、シートガラスを切断後のガラス板に行っても良い。室温に近い温度になったシートガラスは、切断装置において所定の大きさに切断され、ガラス板が製造されてもよい。シートガラスを切断する際には、シートガラスにスクライブ線を形成し、スクライブ線に引っ張り応力を集中させてシートガラスを割断する。スクライブ線は、一般に、ダイヤモンドカッターを用いて機械的に形成する方法や、レーザを利用した加熱と急冷により初期亀裂を進行させる方法によって形成される。スクライブ線が機械的に形成された場合、スクライブ線の周囲に細かなクラックが不可避的に存在する。レーザを利用してスクライブ線が形成された場合、分断されたガラス板ＰＧの端面と表裏面との間の角部には、非常に鋭いエッジが形成される。これらのエッジは、面取り機において、矩形状のガラス板ＰＧの短辺の端面について、研削用のダイヤモンドホイールを用いて、端面の断面形状が曲率のついた凸形状、円弧状またはＲ形状に研削される。
【００３０】
ガラス板の端面の上記算術平均粗さＲａは、例えば０．１μｍから０．２μｍ程度になるように研削される。しかしながら、研削されたガラス板の端面には、マイクロクラックやヘアクラックと呼ばれる微小なクラックを含む層が形成される。この層は、加工変質層あるいは脆弱破壊層と呼ばれ、例えば１μｍから３μｍ程度の厚さで存在する。このような層が存在することで、ガラス板の端面における破壊強度が低下する。このような層を除去し、ガラス板の端面における破壊強度を向上させるために、ガラス板の端面に研磨が行われる。上記粗面化工程は、端面研磨後のガラス板に行っても良い。
【００３１】
サーフコムによる表面測定
サーフコムによる表面測定では、触針式表面粗さ計、たとえば東京精密製サーフコムでガラス板表面の形状を測定したのち、装置内蔵のカットオフ値０．８〜１０．０ｍｍ、ならびにカットオフ値１．０〜２５．０ｍｍのハイパスフィルターを通過させることで表面の微小凹凸のみを抽出し、この微小凹凸の振幅値をガラス板表面の平坦度の指標とする。このときハイパスフィルターの波長と振幅伝達率との関係を示す特性は、ＪＩＳＢ０６５１で規定されている。上記振幅値は、基準線からの距離（高さ、または深さ）である。基準線は、測定開始点と測定終了点とを結ぶ線を基準線として、上記平坦度の測定を行った。測定距離は１５０ｍｍ〜２５０ｍｍとすることができる。脈理の周期の大小で測定距離を変更してもよい。本実施形態では、測定開始点から測定終了点まで２００ｍｍ（測定長は２００ｍｍ）で測定した。
【００３２】
上記ガラスシート表面は、サーフコムによる表面測定において、カットオフ値０．８〜１０．０ｍｍの測定条件における基準線からの距離（高さ、または深さ）が１５ｎｍ以下、且つ、カットオフ値１．０〜２５．０ｍｍの測定条件における基準線からの距離（高さ、または深さ）が４５ｎｍ以下であることが好ましい。短周期の脈理（凹凸）、長周期の脈理（凹凸）が小さいことで、樹脂製パターンの密着性のバラツキをより小さくできる。
【００３３】
樹脂製パターンの評価方法
樹脂製パターンのガラスシートへの形成状態は、特願２０１３−３２４５１に記載の方法で評価できる。すなわち、上記ガラスシートに対し、図３に示すように、所定の評価用サイズに切断してサンプルガラスを切り出すサンプル作製工程Ｂ１と、評価用レジスト剤をサンプルガラス上に塗膜する塗膜工程Ｂ２と、評価用レジストが塗膜されたサンプルガラスを加熱するプリベーク工程Ｂ３と、紫外線露光装置を用いて露光し、アルカリ水溶液により現像するパターン作製工程Ｂ４と、サンプルガラス上に形成されたパターンを評価する評価工程Ｂ５が行われる。
【００３４】
評価用レジストの塗膜工程Ｂ２では、感光性樹脂組成物を液状組成物の状態でサンプルガラスに塗布する際には、公知の溶液浸漬法、スプレー法の他、ローラーコーター機、ランドコーター機やスピナー機を用いる方法等の何れの方法をも採用することができる。これらの方法によって、所望の厚さに塗布した後、プリベーク工程Ｂ３により、溶剤が除去され、サンプルガラス上にレジスト材が被膜形成される。プリベークはオーブン、ホットプレート、熱真空乾燥機等により加熱、または、減圧加熱することによって行われる。プリベーク工程Ｂ３における加熱温度及び加熱時間は使用する溶剤に応じて適宜選択され、例えば５０〜１２０℃の温度で１〜１０分間行われる。
【００３５】
パターン作製工程では、図４に示すようなパターンが形成されたフォトマスク３１が使用される。具体的には、フォトマスク３１は、線幅の異なる複数のラインにより形成された第１マスクパターン３２と、２本のラインが直交して形成された第２マスクパターン３３とを有する。
このフォトマスク３１をサンプルガラス上に設置し、樹脂製パターンとしてのＢＭ材を露光する。露光では、波長が２５０〜４５０ｎｍの範囲にある放射線が好ましいが、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、Ｘ線等であってもよい。また、現像液としては、例えば、アルカリ金属やアルカリ土類金属の炭酸塩の水溶液、アルカリ金属の水酸化物の水溶液等を挙げることができる。
【００３６】
本実施形態におけるマスクパターンと評価方法について、図５及び図６を用いて説明する。図５（ａ）に示す第１マスクパターン３２は、線幅の異なる５つのラインパターンにより構成され、１μｍ幅に形成されたラインパターン３２１、３μｍ幅に形成されたラインパターン３２２、５μｍ幅に形成されたラインパターン３２３、１０μｍ幅に形成されたラインパターン３２４、２０μｍ幅に形成されたラインパターン３２５からなる。また、図５（ｂ）に示す第２マスクパターンは、３０μｍ幅に形成されたラインが直交して十字状に形成されてなる。なお、図４に示すように、フォトマスク３１には、線幅の異なる２つの第２マスクパターンが形成されてもよい。第１フォトマスクのマスクパターン３２を形成する複数のラインは１μｍ以上３０μｍ以下の線幅であり、第２マスクパターンを形成する屈曲点は少なくとも２本のラインにより形成される交点である、ことが好ましい。
【００３７】
サンプルガラス上に形成されるレジスト膜が、露光され現像されることで、サンプルガラス上にレジストパターンが形成される。
図６は、現像されたレジストの一部が剥離し残存した状態を示す。レジストパターン５２１は、ラインパターン３２１に対応するものである。サンプルガラス上において、１μｍ幅のパターンが残らなかったと共に、３μｍ幅、５μｍ幅のレジストパターンが、欠けや細りを生じることなく残存した状態を示す。これらのレジストの線の残存性を観察して、密着性を評価できる。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの例によりなんら限定されるものではない。
【００３９】
実施例１、２
上記ガラスシートの製造装置１およびガラスシートの製造方法を用いて、実施例１、２のガラスシートを製造した。実施例１、２では、それぞれ、ＰＯＬＹＰＡＳ  ＦＸ７Ｌ、ＦＸ７Ｍ(富士紡愛媛株式会社製）を使用して粗面化を行った。
【００４０】
比較例
粗面化を行わなかったこと以外は実施例と同様にして、ガラスシートを製造した。
【００４１】
＜ＡＦＭ画像＞
図３〜５に、実施例１、２、ならびに比較例のガラスシートの表面のＡＦＭ画像（５μｍ角）を示す。実施例１、２のガラスシートでは、５μｍ角のＡＦＭ画像を横切る、５μｍ以上の長さの擦痕（キズ）が容易に観察・判別可能であった。比較例のガラスシートでは、擦痕（キズ）は観察できなかった。
【００４２】
＜表面粗さＲａ（ｎｍ）＞
実施例１、２、ならびに比較例のガラスシートの表面粗さＲａ（ｎｍ）を測定した。結果を表１に示す。実施例１、２のガラスシートの表面の平均粗さ（Ｒａ）は０．２ｎｍ以上であった。
【００４３】
＜キズ深さ指標（ｎｍ）＞
実施例１、２、ならびに比較例のガラスシートの、Ｒｐｖで測定したときの谷側の深さを測定した。結果をキズ深さ指標として、表１に示す。実施例１、２のガラスシートの表面の最大谷深さ（Ｒｖ）は２ｎｍ以上であった。
【００４４】
【表１】
2014215422.tif 000003
【００４５】
＜サーフコムによる表面測定＞
実施例１、２、ならびに比較例のガラスシート表面は、サーフコムによる表面測定において、カットオフ値０．８〜１０．０ｍｍの測定条件における基準線からの高さ（深さ）は１５ｎｍ以下であり、且つ、カットオフ値１．０〜２５．０ｍｍの測定条件における基準線からの高さ（深さ）は４５ｎｍ以下であった。
【００４６】
＜樹脂製パターンの密着性評価＞
上記評価方法により、樹脂製パターンの密着性を評価したところ、実施例１、２のシートガラスでは、サンプルガラス上に３μｍ幅、５μｍ幅のレジストパターン（樹脂製パターン）が、欠けや細りを生じることなく残存し、良好な密着性が得られた。
【００４７】
本発明によれば、樹脂製パターンが形成されるガラスシートの主表面に粗面化処理が施され、主表面の平均粗さ（Ｒａ）が０．２ｎｍ以上であり、且つ、最大谷深さ（Ｒｖ）が２ｎｍ以上であり、アンカー効果があるため密着性が改善される。具体的には、形成された谷部にＢＭ材が侵入してアンカー効果を生じることで、密着性がアップする。また、ガラスと樹脂パターンの界面に、現像液が侵入するのを抑制することで、ガラスと樹脂パターンの接地面の減少を抑制し、現像液の回り込みを抑制することで、剥離を抑制する。
【図１】
2014215422.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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