(57)【要約】【課題】ガラス基板のエッチング切断方法を提供する。【解決手段】エッチング切断溶液を使用してガラス基板をエッチング切断する方法であって、エッチング切断溶液が、（ａ）約１０．１〜約２０重量％のフッ化水素酸、（ｂ）約５〜約２０重量％のグリコール酸、（ｃ）０〜約３０重量％の硝酸、および（ｄ）約３０〜約８４．９重量％の水（ここで、重量％は、エッチング切断溶液がフッ化アンモニウムを実質的に含まないという条件の下で、エッチング切断溶液の全重量を基準としている）を含む方法、ならびに、上で定義された方法でエッチング切断されたガラス基板であって、フッ化水素酸のみを含むエッチング溶液でエッチング切断したガラス基板と比べて、サイドエッチが低減され、かつエッジ角が増大したガラス基板。【選択図】図１
2014070017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）ガラス基板を用意する工程、
（ｉｉ）保護フィルムで前記ガラス基板を覆う工程、
（ｉｉｉ）前記保護フィルムをパターニングして、遮蔽領域と露出領域を含む部分的に覆われたガラス基板を得る工程、
（ｉｖ）前記部分的に覆われたガラス基板をエッチング切断溶液と約１０℃〜９０℃で約１分〜約１２０分間接触させる工程、
（ｖ）前記接触させたガラス基板を水で洗浄する工程、
（ｖｉ）前記洗浄したガラス基板を乾燥させる工程、および
（ｖｉｉ）工程（ｖｉ）の前記ガラス基板から前記保護フィルムを除去する工程
を含むガラス基板の切断方法であって、
工程（ｉｖ）の前記エッチング切断溶液が、
（ａ）約１０．１〜約２０重量％のフッ化水素酸、
（ｂ）約５〜約２０重量％のグリコール酸、
（ｃ）０〜約３０重量％の硝酸、および
（ｄ）約３０〜約８４．９重量％の水
（ここで、前記重量％は、前記エッチング切断溶液がフッ化アンモニウムを実質的に含まないという条件の下で、前記エッチング切断溶液の全重量を基準としている）
を含むガラス基板の切断方法。
【請求項２】
前記エッチング切断溶液が、１２〜約１８重量％のフッ化水素酸、５〜約１５重量％のグリコール酸、および５〜約１５重量％の硝酸を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
接触が浸漬、ディップまたは噴霧であり、乾燥がエアナイフによるか、または約１０℃〜約２００℃で少なくとも０．５分間である請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ガラス基板が、ソーダライムシリカガラス、ケイ酸塩ガラス、フルオロシリケートガラス、ホスホシリケートガラス、ボロンシリケートガラス、ボロンホスフォラスシリケートガラス、ＺＢＬＡＮガラスおよび鉛ガラスからなる群から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ガラス基板が、平らであるか、約３００マイクロメートル〜約２０００マイクロメートルの厚さを有する単層ガラス板であるか、または９００マイクロメートル〜６０００マイクロメートルの厚さを有する多層ガラス板である請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記保護フィルムが、フッ化水素酸に耐性を有するポリマー材料で作られている請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ポリマー材料が、ポリテトラフルオロエテン、ポリイミド、ポリ（塩化ビニル）、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリプロピレン、パーフルオロスルホン酸ポリマー、およびポリエチレンからなる群から選択され、前記保護フィルムの厚さが約０．０１ｍｍ〜約０．８ｍｍである請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記保護フィルムが、前記ガラス基板に貼り付ける面にフッ化水素酸に耐性の接着剤を有し、前記接着剤がゴム、ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリエポキシドおよびこれらの混合物からなる群から選択され、かつ前記保護フィルムがラミネータまたは手作業により前記ガラス基板の両面に接着される請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記保護フィルムのパターンニングが、前記露出領域から前記保護フィルムを切断して除去することにより、またはリソグラフ法により行われ、前記切断がナイフ、ローラーブレード、レーザー切断／彫刻機またはＣＮＣプラズマ切断機により行われ、かつ前記保護フィルムの前記パターンが、前記ガラス基板の両面で、対称的であり、かつ位置合わせされている請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
任意選択により、工程（ｉｉｉ）および／または工程（ｖｉｉ）の後、接着剤の全残渣を、メタノール、エタノール、アセトン、トルエン、またはこれらの混合物から選択される溶剤により除去する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１の方法で切断されたガラス基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フッ化水素酸と、グリコール酸と、任意選択の硝酸とからなるエッチング切断溶液を使用してガラス基板をエッチング切断する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
強化または焼戻しガラスは、標準ガラスよりも高強度とするために、制御された熱処理または化学処理を施したガラスの１種である。その安全性と強度により、強化ガラスは電子デバイス、乗用車の窓、シャワー室用ドア、建築用ガラスドアおよびテーブル、冷蔵庫のトレイ、防弾ガラスの構成部品として、潜水マスク用に、各種の皿および調理器具などの、要求の厳しい多くの用途で使用されている。強化ガラスは、液晶ディスプレイ、携帯用デバイス、タブレットＰＣ、携帯電話、ポータブルメディアプレーヤおよびラップトップコンピュータのディスプレイなどの電子デバイスのカバーガラスとして使用する場合、薄さ、軽さおよび耐衝撃性を兼ね備えたものとして設計することができる。
【０００３】
大サイズの強化ガラス基板は目的の用途に合わせるために、より小サイズに切断しなければならないが、一旦強化されたものは再加工ができない。機械的切断は、ガラスを切断する最も一般的な方法である。強化ガラスは切断中に破損しやすいため、機械的切断の歩留まりは低く、強化ガラスの切断エッジ部に微小亀裂が入るであろう。切断エッジ部の微小亀裂はガラスの強度を低下させ、切断エッジ部の研磨中に、または表面に圧力が加わったときに割れが生じる。
【０００４】
化学的エッチング切断は、ある部分を保護フィルムで覆い、残りの部分をエッチング切断溶液に曝露して、大サイズの強化ガラスを小パネルに切断する有望な選択肢である。フッ化水素酸（ＨＦ）は、ガラスの化学的エッチング切断に現在使用されている薬品の１つである。しかしながら、その適用にはいくつかの重大な問題がある。例えば、低濃度ＨＦでは、エッチング速度が遅く、切断エッジ（エッジ角）が鋭く、かつサイドエッチが生じる。これらは電子デバイスの製造には好ましくない。高濃度ＨＦでは、エッチング速度は速くなるが、熱の放出が大きくなり、かつエッチング工程の制御も困難になる。エッチング速度は、一定時間に除去される基板の量（厚さ）である。エッジ角は、エッチングされていない面に対するエッチングされた面の角度である。サイドエッチは、露出している基板のエッジ（すなわち、側面から見た頂点）から露出していない基板のエッジまでの距離である。両側のサイドエッチが異なるときは、サイドエッチとして大きい方の値を使用する。強化ガラスの殆どの用途で、エッチング切断ガラスはエッジ角が大きく、サイドエッチが小さいことが好ましい。
【０００５】
（特許文献１）には、シリコン基板にテクスチャを形成する方法、およびそれを製造するためのエッチング方法が開示されている。この開示された方法は、ａ）基板をグリコール酸を含むエッチング溶液と接触させる工程と、ｂ）それにより基板表面をエッチングする工程と、ｃ）基板の前記表面に乱れを形成する工程と、ｄ）エッチング溶液を除去してテクスチャを形成した基板を得る工程とを含む。この開示では、光電池および電子製品製造のための、厚さ２〜５マイクロメートルのシリコン基板に対するテクスチャ形成方法が記載されているものの、厚さが数百または数千マイクロメートルのガラス基板の切断については記載されていない。
【０００６】
（特許文献２）は、フッ化水素（０．１〜１０重量％）、フッ化アンモニウム（０．１〜１０重量％）、有機酸（３０〜５０重量％）、アルコール（３０〜５０重量％）および水を含む湿式エッチング溶液を開示している。開示された湿式エッチング溶液は、半導体デバイスおよびディスプレイデバイスの金属シリサイドに対し優れた酸化物選択性を示す。その主たる目的は、金属シリサイドおよびリンをドープしたシリコンガラスを選択的にエッチングすることであり、強化ガラスの切断には適していない。
【０００７】
要約すれば、強化ガラスを切断する方法は各種あるが、過剰な熱を発生させずに、エッチング速度がより速く、エッジ角が大きく、かつサイドエッチの少ない強化ガラスの切断方法が依然求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０２３９８１８号明細書
【特許文献２】米国特許第８，０４３，５２５号明細書
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｈ．Ｇ．Ｐｆａｅｎｄｅｒ（１９９６）“Ｓｃｈｏｔｔ  Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  Ｇｌａｓｓ”，Ｃｈａｐｍａｎ  ａｎｄ  Ｈａｌｌ
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、
（ｉ）ガラス基板を用意する工程、
（ｉｉ）保護フィルムでガラス基板を覆う工程、
（ｉｉｉ）保護フィルムをパターニングして、遮蔽領域と露出領域を含む部分的に覆われたガラス基板を得る工程、
（ｉｖ）部分的に覆われたガラス基板をエッチング切断溶液と約１０℃〜９０℃で約１分〜約１２０分間接触させる工程、
（ｖ）接触させたガラス基板を水で洗浄する工程、
（ｖｉ）洗浄したガラス基板を乾燥させる工程、および
（ｖｉｉ）工程（ｖｉ）のガラス基板から保護フィルムを除去する工程
を含むガラス基板の切断方法であって、
工程（ｉｖ）のエッチング切断溶液が、
（ａ）約１０．１重量％〜約２０重量％のフッ化水素酸、
（ｂ）約５重量％〜約２０重量％のグリコール酸、
（ｃ）０〜約３０重量％の硝酸、および
（ｄ）約３０重量％〜約８４．９重量％の水
（ここで、重量％は、エッチング切断溶液がフッ化アンモニウムを実質的に含まないという条件の下で、エッチング切断溶液の全重量を基準としている）
を含む方法を提供する。
【００１１】
本発明はまた、上で定義された方法でエッチング切断されたガラス基板であって、フッ化水素酸のみを含むエッチング溶液でエッチング切断したガラス基板と比べて、サイドエッチが低減され、かつエッジ角が増大したガラス基板に関する。
【００１２】
以下の説明、実施例および添付の請求項を参照すれば、本発明の他の各種特徴、態様および利点がより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、エッチング切断したガラス基板の断面図を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、パターニングされた保護フィルムを有する部分的に覆われたガラス基板の１つのパターンの図を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、パターニングされた保護フィルムを有する部分的に覆われたガラス基板の第２のパターンの図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本明細書に記載した全ての刊行物、特許出願、特許および他の参考文献は、特に断らない限り、全ての目的のために、全体が記載されているかのように、参照によりその全体が本明細書に明確に組み込まれる。
【００１５】
特に断らない限り、本明細書で使用する全ての技術用語および科学用語は、当業者が通常理解するのと同じ意味を有する。一致しない場合には、定義を含め、本明細書が優先する。
【００１６】
特に断らない限り、全てのパーセント、部、比などは重量基準である。
【００１７】
本明細書で使用されるとき、用語「〜から製造された（ｐｒｏｄｕｃｅｄ  ｆｒｏｍ）」は「〜を含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」と同義語である。本明細書で使用されるとき、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有している（ｈａｖｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｓ）」または「含有している（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、あるいはこれらの他の任意の変形は、非排他的〜排他的包含をカバーすることが意図されている。例えば、一連の構成要素を含む組成物、プロセス、方法、物品または装置は、必ずしもそれらの構成要素にのみ限定されるものではなく、明示されていない他の構成要素、またはそのような組成物、プロセス、方法、物品もしくは装置が本来有する他の構成要素を含んでいてもよい。
【００１８】
移行句「〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」は特定されていない構成要素、工程または成分を排除する。請求項にある場合、このような句は、通常含まれる不純物を除き、請求項に言及されたもの以外の材料を含まない。この句「〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」が請求項の前文の直後でなく、本文節に現れるなら、それはその節に記載されている構成要素のみを限定し、他の構成要素は全体としての請求項からは排除されない。
【００１９】
移行句「実質的に〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」は、逐語的に論じたものに追加して、材料、工程、特徴、成分または構成要素を含む組成物、方法または装置を定義するために用いられる。ただし、それらの追加の材料、工程、特徴、成分または構成要素が、請求項の発明の基本的かつ新規の特性に実質的に影響しないことが条件となる。用語「実質的に〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」は、「〜を含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」と、「〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」との中間に位置する。
【００２０】
成分が「実質的にない（ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｎｏ）」、または成分を「実質的に含まない（ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｆｒｅｅ）」という移行句は、本発明のエッチング切断溶液に含まれるその成分が、エッチング切断溶液の全重量に対して、１重量％未満、０．１重量％未満、０．０１重量％未満、またはゼロ重量％でなければならないことを意味する。
【００２１】
用語「〜を含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」には、用語「実質的に〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」および「〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」に包含される具体化物を含むことが意図されている。同様に、用語「実質的に〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」には、用語「〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」に包含された具体化物を含むことが意図されている。
【００２２】
量、濃度または他の値もしくはパラメータが、範囲、好ましい範囲、または好ましい上方値と好ましい下方値の列挙で与えられる場合、範囲が別々に与えられているとしても、これは、任意の上限値または好ましい上方値と、任意の下限値または好ましい下方値との任意の対からなるあらゆる範囲を明確に開示していると理解される。例えば、範囲「１〜５」が指定されている場合、その指定された範囲は、「１〜４」、「１〜３」、「１〜２」、「１〜２および４〜５」「１〜３および５」などの範囲を含むと解釈されるべきである。本明細書に数値の範囲が指定されている場合、特に断らない限り、この範囲は、その端の点、ならびにその範囲の全ての整数および分数を含むことが意図されている。
【００２３】
値または範囲の端点を示す際に、用語「約（ａｂｏｕｔ）」が使用されるとき、この表記は示された特定の値または端点を含むと理解されるべきである。
【００２４】
さらに、これと異なることが明示的に記載されていない限り、「または（ｏｒ）」は、包含的な「または（ｏｒ）」であり、排他的な「または（ｏｒ）」ではない。例えば、条件Ａ「または（ｏｒ）」Ｂは、次の、Ａが真（または存在）でＢが偽（または非存在）である、Ａが偽（または非存在）でＢが真（または存在）である、およびＡもＢも共に真（または存在）である、のいずれか一つであるとき満足される。
【００２５】
また、発明の構成要素または成分に前置される不定冠詞「１つの（ａ）」および［１つの（ａｎ）」は、その構成要素または成分の例（ｉｎｓｔａｎｃｅｓ）（すなわち、事例（ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｓ））の数に関し、非限定的であることを意図している。したがって、「１つの（ａ）」または［１つの（ａｎ）」は、１つまたは少なくとも１つを含むものと読み取られるべきであり、構成要素または成分の単数形の単語は、数が単数であると明示されていなければ複数を含む。
【００２６】
「発明を実施するための形態」に記載されている本発明の実施形態は、本明細書に記載の他の実施形態を含み、どのようにも組み合わせることができ、また実施形態中の変形の記載は、本発明のエッチング切断溶液およびその方法または使用に関係する。
【００２７】
本明細書中の材料、方法および実施例は、単に説明のためのものであって、明確に記述した場合を除いて、限定しようとする意図はない。本発明の実施または試験に際して、本明細書中に記載したものと類似または等価の方法および材料を使用することができるが、適した方法および材料は本明細書に記載されている。
【００２８】
本明細書の以下に、本発明を詳細に説明する。本発明は、
（ｉ）ガラス基板を用意する工程、
（ｉｉ）保護フィルムでガラス基板を覆う工程、
（ｉｉｉ）保護フィルムをパターニングして、遮蔽領域と露出領域を含む部分的に覆われたガラス基板を得る工程、
（ｉｖ）部分的に覆われたガラス基板をエッチング切断溶液と約１０℃〜９０℃で約１分〜約１２０分間接触させる工程、
（ｖ）接触させたガラス基板を水で洗浄する工程、
（ｖｉ）洗浄したガラス基板を乾燥させる工程、および
（ｖｉｉ）工程（ｖｉ）のガラス基板から保護フィルムを除去する工程
を含むガラス基板の切断方法であって、
工程（ｉｖ）のエッチング切断溶液が、
（ａ）約１０．１重量％〜約２０重量％のフッ化水素酸、
（ｂ）約５重量％〜約２０重量％のグリコール酸、
（ｃ）０〜約３０重量％の硝酸、および
（ｄ）約３０重量％〜約８４．９重量％の水
（ここで、重量％は、エッチング切断溶液がフッ化アンモニウムを実質的に含まないという条件の下で、エッチング切断溶液の全重量を基準としている）
を含む方法に関する。
【００２９】
本発明のガラス基板の主な組成は、シリカ（ＳｉＯ２）約５５％〜７９％、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）約２％〜１４．２％、マグネシア（ＭｇＯ）約２．５％〜７％、ライム（ＣａＯ）約１０．０％、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）約０．４％〜１６％、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）０〜約１２％、酸化亜鉛（ＺｎＯ）０〜約１．５％、酸化バリウム（ＢａＯ）０〜約６．０％、および酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）約１２％である。本発明で使用するガラス基板は、好ましくは、ソーダライムシリカガラス、ケイ酸塩ガラス、フルオロシリケートガラス、ホスホシリケートガラス、ボロンシリケートガラス、ボロンホスフォラスシリケートガラス、ＺＢＬＡＮガラスおよび鉛ガラスから選択することができる。
【００３０】
本発明で使用するガラス基板は、（非特許文献１）に記載されているような、制御された熱処理または化学的処理などの、当業者に知られた方法で強化または焼戻しすることができる。強化または焼戻し法で処理されたこのガラス基板は、一般に強化ガラスまたは焼戻しガラス（本明細書では、同義語として使用されている）と呼ばれる。本発明では、強化または焼き戻し法は、制御された熱処理または化学的処理とすることができ、その処理条件は当業者に知られている。ガラス表面の圧縮応力は６５ＭＰａ超である。本発明はまた、非強化ガラスのエッチング切断にも有用である。
【００３１】
本発明のガラス基板は、任意の形状、大きさおよび厚さを有する。ガラス基板は長方形または正方形であり得る。ガラス基板上には、単層または多層の電子的構成要素を有することができる。本発明のガラス基板はガラス平板であることが好ましい。ガラス基板は単層または多層ガラスで構成することができる。ガラス基板の厚さは用途に応じて変化する。単層ガラス板の厚さは約３００マイクロメートル〜約２０００マイクロメートルが好ましく、多層ガラス板の厚さは約９００マイクロメートル〜約６０００マイクロメートルが好ましい。
【００３２】
本発明で使用するガラス基板は、エッチング切断溶液と接触する前に保護フィルムで覆われる。その後、保護フィルムはパターニングされ、遮蔽領域と露出領域を含む部分的に覆われたガラス基板を得る。保護フィルムで覆われていない露出領域は、エッチング切断溶液と接触し、切断されるであろう。殆どの用途で、保護フィルムで覆われていない露出領域は、保護フィルムで覆われた遮蔽領域より狭い。
【００３３】
本発明で使用する保護フィルムは、耐ＨＦ性のポリマー材料から作られる。そのような保護フィルム用ポリマー材料の例としては、ポリテトラフルオロエテン（ＰＴＦＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリ（塩化ビニル）（ＰＶＣ）、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、パーフルオロスルホン酸ポリマー（ＰＦＳＡ、テトラフルオロエチレン−パーフルオロ−３，６−ジオキサ−４−メチル−７−オクテン−スルホン酸コポリマーとも呼ばれる）、またはポリエチレン（ＰＥ）が挙げられるが、これらに限定されない。保護フィルムの厚さは約０．０１ｍｍ〜約０．８ｍｍとすることができよう。
【００３４】
一実施形態において、本発明で使用する保護フィルムは、ＰＴＦＥフィルム、例えばＴＥＦＬＯＮ（登録商標）という商品名でＥ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙから販売されているＰＴＦＥフィルムである。
【００３５】
本発明で使用する保護フィルムは、コーティング、ラミネートまたは鋳造（これらに限定されない）を含むコーティング処理によって、ガラス基板の両面に接着することができる。さらに、片面に接着剤を備えた保護フィルムを、ラミネータまたは手作業によりガラス基板の両面に接着することができる。接着剤は保護フィルムとガラス基板の間に存在する。接着剤は、耐ＨＦ性である、すなわちＨＦと反応せず、かつＨＦにより分解しないものであることが好ましい。そのような接着剤の例としては、ゴム、ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリエポキシド、またはこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。本発明で使用する接着剤は、メタノール、エタノール、アセトンまたはトルエンなどの１種以上の有機溶剤により除去できることが好ましい。
【００３６】
コーティングによるか、接着剤によるかにかかわらず、エッチング切断を意図していない領域にエッチング切断溶液が侵入しないよう、保護フィルムは、保護フィルムとガラス基板の間に気泡を生じさせることなく、ガラス基板にしっかりと接着させなければならない。
【００３７】
その後、保護フィルムをパターニングして、保護フィルムで覆われた遮蔽領域とエッチング切断する露出領域を含む部分的に覆われたガラス基板を得る。保護フィルムは、露出領域の保護フィルムを切断して除去することにより、またはリソグラフ法により、パターニングされる。保護フィルムはナイフ、ローラーブレード、レーザー切断／彫刻機、またはＣＮＣプラズマ切断機により切断することができる。例えば、図２Ａは、ガラス基板（２０）上の保護フィルムの１パターン（パターンＡと称する）を示している。露出領域は遮蔽領域（２２）間の間隙と呼ぶことができる。間隙の幅は一般に０．１ｍｍ以上、好ましくは０．３ｍｍ以上、より好ましくは０．５ｍｍ以上である。図２Ａには、幅１．２ｍｍの１つの間隙と、幅０．７ｍｍの他の間隙が示されている。他の例として、図２Ｂは、複数の遮蔽領域（２６）を有する、ガラス基板（２４）上の保護フィルムの異なるパターン（パターンＢと称する）が示されている。任意選択により、接着剤の残渣を１種以上の溶剤（メタノール、エタノール、アセトンまたはトルエンなど）で除去することができる。最良の切断結果を得るには、遮蔽領域と露出領域を含むパターニングされた保護フィルムは、ガラス基板の両面で、対称的で、かつ位置合わせされていることが好ましい。
【００３８】
本発明の方法で使用するガラス基板は、パターニングされた保護フィルムのパターンに応じて、任意の形状に切断することができる。ガラス基板は長方形、正方形、円形、曲線、特別な角度（図２Ａおよび図２Ｂを参照）に切断することができる。ガラス基板は、任意の穴を有する任意の形状、例えば円形の孔を有する長方形基板、または長方形の孔を有する円形基板に切断することができる。
【００３９】
本発明の方法では、前述の部分的に覆われたガラス基板を、露出領域のガラス基板がエッチング溶解するのに十分な時間、エッチング切断溶液と接触させることにより切り離す。浸漬、ディップ、噴霧、その他を含む接触方法が、当業者に知られている。例えば、部分的に覆われたガラス基板のエッチング切断溶液を含むタンク内への浸漬、または部分的に覆われたガラス基板に対するエッチング切断溶液の噴霧など。接触時間は、エッチング切断溶液の濃度、接触方法、およびガラス基板の厚さに応じて調節することができる。一般に、接触時間は約１分〜約１２０分の範囲である。他のパラメータを変化させず、接触温度を高くすることにより、接触時間を短縮することができる。エッチング切断溶液の沸点および操作の安全性を考慮すると、一般に、接触温度は約１０℃〜約９０℃、好ましくは室温〜約５０℃である。ここで、室温は地理的地域により１５℃〜２５℃の範囲とし得る。
【００４０】
一実施形態において、本発明で使用する接触方法は、浸漬、ディップまたは噴霧を含む。
【００４１】
噴霧法の例として、上記工程で得られた部分的に覆われたガラス基板をローラー上に直接載置しても、あるいは、ガラス基板が小サイズ（切断の前または後を含む）ならば、網付ホルダー上に載置し、その後ローラー上に載置してもよい。エッチング切断溶液を、噴霧システムにより、ローラーの上方および下方から、部分的に覆われたガラス基板に噴霧する。エッチング切断溶液の温度は約１０℃〜約９０℃、好ましくは室温〜約５０℃である。噴霧時間は、約１分〜約１２０分の範囲である。
【００４２】
エッチング切断溶液と接触させた後、切断されたガラス基板を少なくとも０．５分間、水で十分に洗浄する必要がある。水は脱イオン水であってもよい。洗浄水の温度は、約１０℃〜約９０℃、好ましくは室温〜約５０℃とすることができる。
【００４３】
最後に、洗浄したガラス基板を乾燥させる。本発明の方法で使用する乾燥は、例えば、熱乾燥（オーブン乾燥）、空気乾燥、強制空気乾燥、およびファン乾燥を含む、当業者に知られた任意の手段によって行われる。一実施形態においては、本発明の方法で使用する乾燥は、少なくとも０．５分間行うオーブン乾燥または空気乾燥（例えば、エアナイフ）であり、好ましくは約１分〜約１０分間のエアナイフによる乾燥である。ガラス基板の乾燥温度は、０．５分以上の乾燥で約１０℃〜約２００℃、好ましくは室温〜約１２０℃であってよい。
【００４４】
乾燥後、切断済のガラス基板から手作業により保護フィルムを除去することができる。接着剤の残渣は、必要ならば、メタノール、エタノール、アセトンまたはトルエンなどの１種以上の溶剤により除去することができる。
【００４５】
得られた本発明の切断済ガラスには、機械的切断装置で切断したガラスに見られるような微小亀裂は見られない。さらに、得られたガラスは、フッ化水素酸を単独で含むエッチング溶液でエッチング切断したガラスと比べ、サイドエッチが減少し、かつエッジ角が増大している。例えば、エッチング済ガラス基板の断面が、図１に（１０）で示されている。ガラス基板（１４）は両面がフィルム（１２）により保護されている。サイドエッチ（１８）が減少し、エッジ角（１６）が増大していることも示されている。
【００４６】
本発明の方法で使用するエッチング切断溶液は、フッ化水素酸、グリコール酸、任意選択の硝酸、および水を混合して調製される。エッチング切断溶液は、
（ａ）約１０．１重量％〜約２０重量％のフッ化水素酸、
（ｂ）約５重量％〜約２０重量％のグリコール酸、
（ｃ）０〜約３０重量％の硝酸、および
（ｄ）約３０重量％〜約８４．９重量％の水
（ここで、重量％は、エッチング切断溶液がフッ化アンモニウムを実質的に含まないという条件の下で、エッチング切断溶液の全重量を基準としている）を含む。
【００４７】
フッ化水素酸（ＨＦ）、ＣＡＳ番号：７６６４−３９−３、は、水溶液、例えば４０重量％、または４９重量％の水溶液として商業的に入手可能であり、ＥＣＨＯ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．Ｌｔｄ．（Ｔａｉｗａｎ）、またはＳｉｎｏｐｈａｒｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｒｅａｇｅｎｔ  Ｃｏ．Ｌｔｄ．（Ｃｈｉｎａ）から購入できる。
【００４８】
本発明のエッチング切断溶液では、ＨＦの量は約１０．１重量％〜約２０重量％、好ましくは約１２重量％〜約１８重量％（ここで、重量％は、エッチング切断溶液の全重量を基準としている）である。
【００４９】
グリコール酸（ＧＡ）、ＣＡＳ番号：７９−１４−１、は純度９８％以上の薬品であっても、その水溶液、例えばＧｌｙｃｌｅａｎ（登録商標）ＰＶという商品名で、ＵＳＡ、ＤＥ、ＷｉｌｍｉｎｇｔｏｎのＥ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙから販売されている、ＧＡ含有量７０重量％のＧＡ水溶液であってもよい。
【００５０】
本発明のエッチング切断溶液では、ＧＡの量は約５重量％〜約２０重量％、好ましくは約５重量％〜約１５重量％（ここで、重量％は、エッチング切断溶液の全重量を基準としている）である。
【００５１】
硝酸（ＨＮＯ３）、ＣＡＳ番号：７６９７−３７−２、は高純度の発煙硝酸であっても、その水溶液、例えば７０重量％の硝酸水溶液であってもよく、ＥＣＨＯ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．Ｌｔｄ．（Ｔａｉｗａｎ）またはＳｉｎｏｐｈａｒｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｒｅａｇｅｎｔ  Ｃｏ．Ｌｔｄ．（Ｃｈｉｎａ）から購入できる。
【００５２】
本発明のエッチング切断溶液では、硝酸の量は０重量％〜約３０重量％、好ましくは約５重量％〜約１５重量％（ここで、重量％は、エッチング切断溶液の全重量を基準としている）である。
【００５３】
本発明のエッチング切断溶液で使用する全ての薬品およびその水溶液は、商業的に入手可能である。エッチング切断溶液を調製する際の酸成分を加える順序は重要ではないが、安全性の点で、酸成分を水（ｄ）に加えるべきである。
【００５４】
一実施形態においては、本発明の方法で使用するエッチング切断溶液中の酸の量は次の通りである：フッ化水素酸約１０．１重量％〜約２０重量％、グリコール酸約５重量％〜約２０重量％、および硝酸０〜約３０重量％。
【００５５】
第２の実施形態においては、本発明の方法で使用するエッチング切断溶液中の酸の量は次の通りである：フッ化水素酸約１２重量％〜約１８重量％、グリコール酸約５重量％〜約１５重量％、および硝酸５重量％〜約１５重量％。
【００５６】
第３の実施形態においては、本発明の方法で使用するエッチング切断溶液中の酸の量は次の通りである：フッ化水素酸約１０．１重量％〜約２０重量％、およびグリコール酸約５重量％〜約２０重量％。
【００５７】
第４の実施形態においては、本発明の方法で使用するエッチング切断溶液中の酸の量は次の通りである：フッ化水素酸約１２重量％〜約１８重量％、およびグリコール酸約５重量％〜約１５重量％。
【００５８】
本明細書に記載の酸成分、例えばフッ化水素酸、グリコール酸および硝酸の重量パーセントは、純粋な酸のものであって、酸成分の水の量ではない。さらに、本発明のエッチング切断溶液中の水（ｄ）の重量パーセントは、エッチング切断溶液の全重量パーセントを１００とするための残量として加えた水に、エッチング切断溶液の他の成分（ａ）〜（ｃ）（例えば、フッ化水素酸水溶液、グリコール酸水溶液および硝酸水溶液）中に含まれる水を加えたものについてのものである。上で定義したように、全ての実施形態において、エッチング切断溶液はフッ化アンモニウムを実質的に含まない。
【００５９】
本発明の方法で製造されたガラス基板は、液晶ディスプレイ、携帯用デバイス、タブレットＰＣ、携帯電話、ポータブルメディアプレーヤおよびラップトップコンピュータのディスプレイを含む電子デバイスのカバーガラスとして有用である。
【００６０】
本発明は、機械的切断装置で切断したガラスに見られるような微小亀裂を発生させることがないガラス基板の切断方法を提供する。本発明の方法で切断したガラス基板は、ＨＦを単独で含むエッチング切断溶液で切断したガラス基板と比べて、３つの主要な利点を有する。第１に、本発明の方法は、熱の放出を増加させたり、エッチングプロセスの制御性を低下させたりすることなく、エッチング速度を速める。第２に、本発明の方法は、サイドエッチの少ないガラス基板が得られる。第３に、本発明の方法では、エッジ角の大きいガラス基板が得られる。本発明で得られた、これらの利点を有するエッチング切断ガラスは、非常に有用である。
【実施例】
【００６１】
試験方法および材料
材料
ガラス基板：ソーダライムシリカガラス板から作られた強化ガラス、大きさ３０ｃｍ×４０ｃｍ、厚さ０．７ｍｍまたは１．１ｍｍ、Ｃｏｒｎｉｎｇ製。
【００６２】
フッ化水素酸（ＨＦ）：ＣＡＳ番号：７６６４−３９−３、４９重量％、ＴａｉｗａｎのＥＣＨＯ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．Ｌｔｄ．から購入。
【００６３】
グリコール酸（ＧＡ）：ＣＡＳ番号：７９−１４−１、７０重量％（ＧＬＹＣＬＥＡＮ（登録商標）ＰＶ）、ＵＳＡ、ＤＥ、ＷｉｌｍｉｎｇｔｏｎのＥ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙから購入。
【００６４】
硝酸：ＣＡＳ番号：７６９７−３７−２、７０重量％の硝酸水溶液、ＥＣＨＯ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．Ｌｔｄ．（Ｔａｉｗａｎ）から購入。
【００６５】
保護フィルムは、片面にアクリル系接着剤を塗付したポリテトラフルオロエテン（ＰＴＦＥ）テープであった。テープの厚さは０．１ｍｍであり、ＵＳＡ、ＭＮ、Ｓｔ．Ｐａｕｌの３Ｍから購入。
【００６６】
エッチング切断溶液の調製
フッ化水素酸、グリコール酸、硝酸および水を混合して、エッチング切断溶液を調製した。エッチング切断溶液の組成を、最終溶液中の各成分の重量％で表１および２に示す。
【００６７】
試験法１：エッチング速度試験の手順−噴霧
ガラス基板（厚さ０．７０ｍｍ）を直接、噴霧システムのローラー上に載せた。噴霧システムにより、ローラーの上方および下方から、エッチング切断溶液をガラス基板に噴霧した。エッチング切断溶液の温度は３５℃であった。２０分間接触させた後、切断が不完全なガラス基板を取出し、その後、少なくとも０．５分間、脱イオン水で十分に洗浄した。洗浄水の温度は３５℃であった。洗浄後のガラスをエアナイフで５分間、乾燥させた。乾燥用空気の温度は７０℃であった。
【００６８】
各ガラス基板の厚さをマイクロメータで測定し、それぞれの初期厚さとの差を求めた。厚さの差を、マイクロメートル／分の単位で表わされるエッチング速度に変換し、表１に示した。
【００６９】
試験法２：サイドエッチおよびエッジ角の測定
エッチング切断溶液と接触させる前に、ラミネータにより、片面にアクリル系接着剤を塗付したＰＴＦＥ保護フィルムで、ガラス基板（厚さ０．７ｍｍ）の両面を覆った。ナイフで保護フィルムを切断し、パターンを形成した。保護フィルムのパターンは、両面で対称的であり、その位置を一致させた。露出領域の保護フィルムを手作業で剥ぎ取り、エッチングすべき領域を露出させた。露出領域の接着剤残渣を全てエタノールで除去した。実施例および比較例の全てで、パターニング後に得られた部分的に覆われたガラス基板には、それぞれ、幅が１．２０ｍｍおよび０．７０ｍｍと異なる２つの間隙が形成されていた（図２のパターンＡを参照）。
【００７０】
小サイズのガラス基板を保持するため、部分的に覆われたガラス基板を網付のホルダーに載置し、その後、ローラーに載置した。噴霧システムによりローラーの上方および下方から、エッチング切断溶液をガラス基板に噴霧した。エッチング切断溶液の温度は約３５℃であった。切断後のガラス基板を、０．５分間、脱イオン水で十分に洗浄した。洗浄水の温度は３５℃であった。洗浄したガラス基板をエアナイフで２分間乾燥させた。乾燥用空気の温度は約７０℃であった。エッチング時間を、試験法１で求めたエッチング速度により、ガラス基板を切り離せるよう調節した。
【００７１】
切断したガラス基板の断面像を顕微鏡（オリンパス（Ｏｌｙｍｐｕｓ）、型式番号：ＢＸ−ＲＬＡ２、ソフトウェア：画像解析ツール）により撮影し、サイドエッチおよびエッジ角を測定し記録して、表１に示した。
【００７２】
試験法３：エッチング速度試験手順−浸漬
エッチング切断溶液（２００ｍＬ）を含む２５０ｍＬのビーカーに、ガラス基板（厚さ１．１ｍｍ）を入れ、室温で１０分〜３０分間、撹拌した。エッチング処理中、溶液の温度を室温から約３０〜５０℃に上昇させた。エッチング時間を、ガラス基板が切り離されない範囲に制御した。エッチング後、少なくとも０．５分間、水でガラス基板を洗浄し、エアーガンにより温度約７０℃で乾燥させた。各ガラス基板の厚さをマイクロメータで測定し、それぞれの初期厚さとの差を求めた。厚さの差を、マイクロメートル／分の単位で表わされるエッチング速度に変換し、表２に示した。
【００７３】
実施例１
実施例１は、表１に掲載した量のフッ化水素酸およびグリコール酸を含むエッチング切断溶液を使用した。試験法１および２によりガラス基板を試験した。エッチング速度、サイドエッチおよびエッジ角の結果を表１に示す。
【００７４】
実施例２
実施例２は、フッ化水素酸、グリコール酸および硝酸を含むエッチング切断溶液を使用し、実施例１と同様に行った。試験法１および２によりガラス基板を試験した。エッチング速度、サイドエッチおよびエッジ角の結果を表１に示す。
【００７５】
比較例Ａ
比較例Ａは、フッ化水素酸のみを含むエッチング切断溶液を使用して、実施例１および２と同様に行った。試験法１および２によりガラス基板を試験した。エッチング速度、サイドエッチおよびエッジ角の結果を表１に示す。
【００７６】
【表１】
2014070017.tif 000003
【００７７】
実施例１および２は、フッ化水素酸のみを含むエッチング切断溶液を使用した比較例Ａと比べ、エッチング速度が著しく増加している。フッ化水素酸およびグリコール酸を含むエッチング切断溶液を使用した実施例１は、１２％のエッチング速度の増加を示した。さらに、比較例Ａのエッチング速度と比較して、フッ化水素酸、グリコール酸および硝酸を含むエッチング切断溶液を使用した実施例２は、６０％と顕著なエッチング速度の増加を示した。
【００７８】
間隙（すなわち、ガラス基板の露出領域）がより狭い０．７０ｍｍの基板では、比較例Ａのサイドエッチに比べて、実施例１のサイドエッチは３２％減少し、実施例２のサイドエッチは３７％減少した。
【００７９】
間隙（すなわち、ガラス基板の露出領域）がより広い１．２０ｍｍの基板では、比較例Ａのサイドエッチに比べて、実施例１のサイドエッチは２３％減少し、実施例２のサイドエッチは１５％減少した。
【００８０】
間隙（すなわち、ガラス基板の露出領域）がより狭い０．７０ｍｍの基板では、実施例１および２のエッジ角は、比較例Ａに比べて２０％増加した。
【００８１】
間隙（すなわち、ガラス基板の露出領域）がより広い１．２０ｍｍの基板では、実施例１および２のエッジ角は、比較例Ａに比べて１９％増加した。
【００８２】
実施例３〜１１
表２に、実施例３〜１１で使用したエッチング切断溶液中の各成分量を示した。実施例３〜１１の対応するエッチング切断溶液に個々のガラス基板を浸漬した。試験法３によりエッチング速度を求めた。結果を表２に示す。
【００８３】
比較例Ｂ〜Ｅ
比較例Ｂ、ＣおよびＥでは、エッチング切断溶液にグリコール酸を加えずに、それぞれ実施例３，４および８を繰り返した。比較例Ｄでは２０重量％フッ化水素酸を含むエッチング切断溶液を使用した。試験法３によりエッチング速度を求めた。結果を表２に示す。
【００８４】
【表２】
2014070017.tif 000004
【００８５】
フッ化水素酸およびグリコール酸を含む溶液を使用した実施例３は、同じ濃度のフッ化水素酸のみを含むエッチング切断溶液を使用した比較例Ｂと比べて、２１％のエッチング速度の増加を示した。
【００８６】
フッ化水素酸と各種濃度のグリコール酸を含む溶液を使用した実施例４〜７は、同じ濃度のフッ化水素酸のみを含むエッチング切断溶液を使用した比較例Ｃと比べて、１２．６％〜３５．４％のエッチング速度の増加を示した。
【００８７】
２０％のフッ化水素酸溶液を使用した比較例Ｄは、エッチング速度が増加したものの、エッチング処理過程の制御性を低下させる高温を発生しており、望ましくない。
【００８８】
フッ化水素酸、グリコール酸および硝酸を含む溶液を使用した実施例８では、同じ濃度のフッ化水素酸および硝酸を含むエッチング切断溶液を使用した比較例Ｅと比較すると、エッチング速度は僅かに増加（３％）し、制御性はより良好であった。
【００８９】
各種濃度のフッ化水素酸、グリコール酸および硝酸を含むエッチング切断溶液を使用した実施例９〜１１でも、フッ化水素酸のみを含むエッチング切断溶液を使用した比較例Ｃと比較すると、エッチング速度の増加を示した。
【００９０】
本発明は、今日使用されている既知の方法と比べて、驚いたことに、今日使用されている既知の方法と比べて、より高速である（エッチング速度がより大きい）だけでなく、エッジ角を増大させ、かつサイドエッチを減少させる、ガラス、特に強化ガラスを切断する方法を提供する。
【００９１】
典型的な実施形態で本発明を説明し、記載してきたが、本発明の精神から逸脱することなく各種の変更および置換が可能であるから、示された詳細に限定しようとする意図はない。そうしたものとして、当業者であれば、日常の実験により、本明細書で開示した発明の変更物および等価物を考案することができ、そのような変更物および等価物の全ては、次の特許請求の範囲で定義される本発明の精神と範囲に含まれるであろう。
【符号の説明】
【００９２】
１０  エッチング済ガラス基板断面
１２  フィルム
１４  ガラス基板
２０  ガラス基板
２２  遮蔽領域
２４  ガラス基板
２６  遮蔽領域
【図１】
2014070017.tif 000005
【図２Ａ】
2014070017.tif 000006
【図２Ｂ】
2014070017.tif 000007