(57)【要約】【課題】脆性破壊を効果的に予防可能な保護層を容易に形成することを可能にする保護層付きガラス基板の製造方法、および保護層付きガラス基板を提供する。【解決手段】この製造方法は、加工保護層形成ステップ、分断ステップ、端面保護剤供給ステップ、および加工保護層除去ステップを含む。加工保護層形成ステップでは、加工パターンが形成された耐エッチング層２２をマザーガラス基板２０の第１の主面および第２の主面に形成する。分断ステップでは、ガラス基板１０の端面から延び出すような状態で耐エッチング層２２を残しつつ、マザーガラス基板２０を複数のガラス基板１０に分断する。端面保護剤供給ステップでは、耐エッチング層２２とガラス基板１０の端面との間に、端面保護剤を供給する。加工保護層除去ステップでは、端面保護剤の充填後に耐エッチング層２２をガラス基板１０から除去する。【選択図】図６
2015131741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の形状を形成するための加工パターンが形成された加工保護層をマザーガラス基板の第１の主面および第２の主面にそれぞれ形成するステップと、
前記加工パターンに沿ってマザーガラス基板を切断加工処理することによって、ガラス基板の端面から延び出すような状態で加工保護層を残しつつ、マザーガラス基板を所望の形状の複数のガラス基板に分断するステップと、
分断により得られたガラス基板の端面から延び出した加工保護層とガラス基板の端面との間に、端面保護層を構成するための端面保護剤を供給するステップと、
前記端面保護剤の充填後に前記加工保護層をガラス基板から除去するステップと、
を含む端面保護層付きガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記切断加工処理が少なくともエッチング処理を含んでおり、前記加工保護層が耐エッチング層であることを特徴とする請求項１に記載の端面保護層付きガラス基板の製造方法。
【請求項３】
板状を呈するガラス基板であって、
第１の主面、第２の主面、およびこれらに挟まれる端面を有しており、
前記端面は、厚み方向の中央部から外側に向って厚みが大きくなるように構成された端面保護層によって覆われることを特徴とする端面保護層付きガラス基板。
【請求項４】
前記端面の厚み方向の中間位置に頂点部を有し、かつ、この頂点部から第１の主面および第２の主面のそれぞれに対して湾曲面が形成されたことを特徴とする請求項３に記載の端面保護層付きガラス基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットパネルディスプレイ等に適用可能なガラス基板に関し、特に、外傷によって破損することを効果的に防止することが可能なガラス基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、タッチパネル等に薄板状のガラス基板が広く用いられている。ガラス基板は、透明性が高く、質感や意匠性にも優れている。その一方で、脆性物質からなっているため予測よりも小さい外力によって破壊してしまうというリスクを有している。このため、従来からガラス基板に対して物理強化処理や化学強化処理を施すことによって２つの主面や、これらの両主面に挟まれる端面に圧縮応力層のような強化層を形成し、外力による破壊を予防する手段が講じられてきた。
【０００３】
ところが、生産効率を向上させるために、大きなマザーガラス基板における所定の位置に必要な構成（タッチセンサ、透明電極等）を付加した上で、このマザーガラス基板を所望の形状の複数のガラス基板に分断するための加工パターンを形成し、この加工パターンに沿ってマザーガラス基板を加工することによって、マザーガラス基板を所望の形状に切断加工する手法が用いられることが多くなっている。このような手法を用いた場合、マザーガラス基板の主面および端面に形成された強化層のうち、端面の強化層が喪失することになる。
【０００４】
そこで、従来技術の中には、ガラス基板の端面に樹脂を塗布して破壊を防止するための端面保護層を形成する技術が存在する（例えば、特許文献１）。このような従来技術においては、図１（Ａ）に示すように、主面に対して直角な端面を有するガラス基板１１０の端面に端面保護層１０２を塗布するものや、図１（Ｂ）に示すように、湾曲化した端面を有するガラス基板１１０の端面に端面保護層１１２を塗布するものが存在する。そして、これらのような構成を備えることによって、ガラス基板の端面から割れが発生することを防止できるとされていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１２−５２７３９９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、出願人が実験を行った結果、上述の従来技術の構成（特に、図１（Ａ）に示す構成）においては、端面と主面との境界付近（角付近）に外力が作用した場合に、端面保護層があるにもかかわらず端面の角付近から割れが発生することがあった。その理由は、保護層をどのように塗布した場合であっても、端面の角付近の保護層が薄くなるからと考えられる。
【０００７】
フラットパネルディスプレイに適用されるような薄型のガラス基板の端面にポリマー等を塗布するのは困難であるため、端面に所望の厚みを有する保護層を形成することは極めて困難であった。さらには、もともと端面に傷等の汚損がある状態においては、たとえ保護層によって被覆したとしても、この端面から脆性破壊が生じることがあった。そして、たとえ面取り加工等を行って角を取り除いた場合であっても面取り加工時のキズに起因してガラス基板が割れてしまう可能性があった。
【０００８】
この発明の目的は、脆性破壊を効果的に予防可能な端面保護層を容易に形成することを可能にする保護層付きガラス基板の製造方法、および端面保護層付きガラス基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る端面保護層付きガラス基板の製造方法は、加工保護層形成ステップ、分断ステップ、端面保護剤供給ステップ、および加工保護層除去ステップを含む。加工保護層形成ステップでは、所望の形状を形成するための加工パターンが形成された加工保護層をマザーガラス基板の第１の主面および第２の主面にそれぞれ形成する。加工保護層は、切断加工処理の種類の適したものが適宜選択される。例えば、エッチングによって切断を行う場合には、耐酸性フィルムや耐酸性レジスト等の耐エッチング層が加工保護層として用いられる。また、ブラストによって切断を行う場合には、耐ブラスト層が加工保護層として用いられる。
【００１０】
分断ステップでは、加工パターンに沿ってマザーガラス基板を切断加工処理することによって、ガラス基板の端面から延び出すような状態で加工保護層を残しつつ、マザーガラス基板を所望の形状の複数のガラス基板に分断する。
【００１１】
ガラス基板の端面から延び出すような状態で加工保護層を残すために適した処理の代表例としては、エッチングが挙げられる。等方性または異方性のいずれの場合であっても、加工保護層の開口幅からサイドエッチングが入るため、分断後にガラス基板の端面から延び出すような状態で加工保護層が残ることになる。また、ブラスト処理や一部のレーザ加工においても、サイドエッチングと同様の作用により、分断後にガラス基板の端面から延び出すような状態で加工保護層が残る。
【００１２】
端面保護剤供給ステップでは、分断によって得られたガラス基板の端面から延び出した加工保護層とガラス基板の端面との間に、端面保護層を構成するための端面保護剤を供給する。端面保護剤の例としては、ガラスと同様の外観および性質を有するＵＶ硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等のポリマー材料が挙げられる。加工保護層とガラス基板の端面との間に端面保護剤をより多く充填することにより、端面保護層の厚みを増すことが可能になる。
【００１３】
加工保護層除去ステップでは、端面保護剤の充填後に加工保護層をガラス基板から除去する。加工保護層の除去の例としては、端面から延び出した部分に力を加えて剥離したり、粘着テープや粘着シートを用いて剥離したり、剥離性を有する化学薬品（アルカリ性の剥離液等）を用いて剥離したりすることが挙げられる。
【００１４】
この構成においては、敢えて加工保護層を残した状態で、この加工保護層を利用しつつ、ガラス基板の端面に端面保護剤を供給することにより、端面保護層が効果的にかつ精度良く形成される。特に、エッチングにおけるサイドエッチングやこれに類する作用を利用することにより、端面と主面との境界付近により厚みのある端面保護層を形成することが可能になる。このため、外力の作用によって破損する可能性が高い部位に対して十分な厚みのある端面保護層を形成することが可能になり、外傷に対する端面保護層の効果を十分に発揮させることが可能になる。
【００１５】
さらに、切断加工処理と一連の流れで端面保護層が形成されるため、作業効率が良く作業コストが低減する。また、端面保護層形成時には、加工保護層によって主面が保護されているため、主面の表面の安全を確保しつつ端面保護層形成処理が実行される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ガラス基板において脆性破壊を効果的に予防可能な端面保護層を容易に形成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来の端面保護層付きガラス基板の例を示す図である。
【図２】本願発明の一実施形態に係る端面保護層付きガラス基板の概略を示す図である。
【図３】マザーガラス基板からガラス基板を分断する工程の概略を示す図である。
【図４】マザーガラス基板からガラス基板を分断する工程の概略を示す図である。
【図５】マザーガラス基板からガラス基板を分断する工程の概略を示す図である。
【図６】ガラス基板の端面に端面保護層を塗布する工程の概略を示す図である。
【図７】本願発明の他の実施形態に係る端面保護層付きガラス基板の概略を示す図である。
【図８】ガラス基板の端面に端面保護層を塗布する工程の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、本願発明の一実施形態に係るガラス基板１０の概略構成を示している。本実施形態に係るガラス基板１０は、フラットパネルディスプレイのタッチパネル用に用いられる。このガラス基板１０は、薄板状を呈しており、その厚みが１ｍｍ以下、多くの場合０．３ｍｍ〜０．７ｍｍ程度になるように構成されている。ガラス基板１０は、第１の主面１０Ａ（紙面上側）および第２の主面１０Ｂ（紙面下側）を有しており、これらの第１の主面１０Ａおよび第２の主面１０Ｂに挟まれるように４つの端面１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆを有している。
【００１９】
第１の主面１０Ａおよび第２の主面１０Ｂの表面には、タッチセンサ等のセンサや透明電極が形成されるとともに、化学強化処理によって圧縮応力層（図示省略）が形成されている。４つの端面１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆには、端面保護用ポリマーからなる端面保護層１２が形成されている。このため、ガラス基板１０は、6面（主面２つ、端面４つ）のすべてが脆性破壊防止のための強化層が形成されていると言える。
【００２０】
続いて、図３〜図６を用いて、ガラス基板１０の生産方法について説明する。図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示すように、ガラス基板１０は、大判のマザーガラス基板２０を分断することによって形成される。マザーガラス基板２０には、予め化学強化処理が施されるとともに、所定の位置にタッチセンサや透明電極等の必要な構成要素が配置されている。
【００２１】
図３（Ａ）に示すように、マザーガラス基板２０には、その両面に耐エッチング層２２が形成される。この実施形態では、耐エッチング層２２として、有色（例えば、黒色）の耐酸性フィルムが用いられているが、これには限定されない。例えば、耐エッチング層２２として、耐酸性レジスト剤やその他のマスキング剤を用いることも可能である。この実施形態では、耐エッチング層２２が本発明の加工保護層に対応する。
【００２２】
耐エッチング層２２には、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）に示すように、所望するガラス基板１０の形状に適合する加工パターンが形成される。本実施形態では、赤外線を発振するレーザ装置２４によって、耐エッチング層２２にパターニングをしている。ただし、パターニングの手法はこれに限定されるものではなく、ビーム径、加工精度、パワー等を総合的に勘案してピコレーザー等の他のレーザ装置を適宜選択することが可能である。さらには、露光および現像等のフォトリソグラフィ技術によってパターニングを行うことも可能である。
【００２３】
耐エッチング層２２に加工パターンが形成された後、マザーガラス基板２０は、フッ酸を含むエッチング液によってエッチング処理が施される。図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、耐エッチング層２２に形成された加工パターンに沿って両側からエッチング液が進入し、この部分がエッチングされることによって、マザーガラス基板２０が所望の形状に切断され、複数のガラス基板１０が得られる。両側からのエッチングにより加工パターンが貫通した後、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、ガラス基板１０を構成する部分以外が取り除かれる。
【００２４】
この結果、耐エッチング層２２が付着した状態の複数のガラス基板１０が得られる。これらのガラス基板１０は、水洗処理や、必要に応じてアルカリ液を用いた洗浄処理が施される。エッチング処理においては、第１の主面１０Ａおよび第２の主面１０Ｂに垂直な方向にガラスを溶解させていくと同時に、サイドエッチングの作用により、第１の主面１０Ａおよび第２の主面１０Ｂに平行な方向にもガラスを溶解させていく。このため、マザーガラス基板２０を分断したときには、ガラス基板１０にはその各端面から延びだすような状態で耐エッチング層２２が残ることになる。
【００２５】
続いて、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、加工されたガラス基板１０の端面から延び出した耐エッチング層２２とガラス基板１０の端面とに囲まれる空間に端面保護層１２を構成するための端面保護用ポリマー剤が充填される。この実施形態では、ディスペンサ２６によって端面保護用ポリマー剤の充填が行われている。ただし、ディスペンサ２６に代えて、コーティングロール、スプレー、浸漬等の手段によって端面保護用ポリマーの塗布を行うことも可能である。
【００２６】
端面保護用ポリマーは、外観上ガラスに近い透過性を有し、ガラスに近い屈折率を備え、容易に硬化させることが可能な性質を有することが好ましい。この実施形態では、端面保護層１２としてＵＶ硬化性樹脂（積水化学工業株式会社製フォトレック、ヘンケルジャパン製の紫外線硬化型光学透明接着剤等）が用いられているが、端面保護層１２の構成はこれに限定はされない。
【００２７】
端面保護剤の充填後には、図６（Ｃ）に示すように、ガラス基板１０から耐エッチング層２２が剥離される。この結果、端面保護層１２が設けられた複数のガラス基板１０が得られる。このガラス基板１０は、エッチングにより端面の傷が消滅した状態で即座に端面保護層１２が形成されるため、端面に汚損のない状態を保つことが可能になる。また、端面保護層１２はエッチング工程と一連の工程において形成されるため、作業性の向上および作業コストの削減が実現する。さらに、後段の工程のためにガラス基板１０を搬送する際には、既に端面保護層１２が形成されており、強化層がない端面が露出した状態で外力が作用する環境にさらされることがない。
【００２８】
エッチング工程によって傷やピット等が除去され、かつ、このエッチング工程と一連の流れの中で即座に端面保護層が形成されるため、実質上、２つの主面１０Ａ，１０Ｂ、および４つの端面１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆの６面すべてに強化層が形成されている状態と遜色のない強度が得られ、かつ、６面すべてに強化層を形成する場合に比較して圧倒的に有利な作業効率性を実現することが可能になる。
【００２９】
しかも、端面保護層１２を形成する際には、第１の主面１０Ａまたは第２の主面１０Ｂに形成されたタッチセンサ等の構成要素が耐エッチング層２２によって保護されているため、タッチセンサ等の安全を確保することも可能になる。
【００３０】
続いて、図７および図８を用いて、本発明の他の実施形態について説明する。この実施形態に係るガラス基板１４は、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）に示すように、概略長方形の薄板状を呈しており、スロット１４２および切欠部１４４を有している。ガラス基板１４は、スロット１４２および切欠部１４４を含めて端面に端面保護層１６が形成されている。
【００３１】
スロット１４２および切欠部１４４については、上述の端面１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆに比較して、端面保護用ポリマーの塗布がより困難となる。このため、本実施形態では、図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示す手法を用いることによって、スロット１４２および切欠部１４４に端面保護層１６を形成している。
【００３２】
図８（Ａ）に示すように、スロット１４２および切欠部１４４においては、耐エッチング層２２の端面から延び出す量を第１の主面１４Ａおよび第２の主面１４Ｂにおいて異ならせている。この実施形態では、第１の主面１４Ａにおける耐エッチング層２２の延び出し量の方が、第２の主面１４Ｂにおける耐エッチング層２２の延び出し量よりも短くなりように構成されている。この構成においては、第１の主面１４Ａ側の方が第２の主面１４Ｂ側よりもエッチング量が多くなる結果、第１の主面１４Ａ側に比較的大きな湾曲面が形成される。
【００３３】
この湾曲面は、第１の主面１４Ａ側の耐エッチング層２２よりも外側まで延び出すため、第１の主面１４Ａ側からこの湾曲面に向って垂直に端面保護用ポリマーを供給することが可能になる。この湾曲面に所定量以上の端面保護用ポリマーが供給されると、第１の主面１４Ａ側の耐エッチング層２２と端面との間に端面保護用ポリマーが充填され、かつ、第２の主面側の耐エッチング層２２の上に流れた端面保護用ポリマーが第２の主面側の耐エッチング層２２と端面との間に充填される。
【００３４】
このとき、必要に応じて風力等を利用することによって端面保護用ポリマーに対して所望の方向に力を作用させても良い。この実施形態ではディスペンサ２８を用いて、端面保護用ポリマーの充填を行っているが、上述の実施形態と同様、ディスペンサ２８以外の方法によっても端面保護層１２を形成することは可能である。
【００３５】
以上の実施形態では、エッチング加工することを前提に加工保護層として耐エッチング層２２を用いる例を説明したが、加工の種類はエッチングに限定されるものではない。例えば、ブラスト処理を用いる場合でもマザーガラス基板２０を分断した時において、サイドエッチングに類する作用によりガラス基板１０の各端面から延びだすような状態で対加工層が残ることになる。また、レーザ加工においても、レーザ発振装置を選択することにより、ガラス基板１０の各端面から延びだすような状態で対加工層を残すことが可能となる。
【００３６】
また、マザーガラス基板２０を切断加工する処理は、必ずしも単一の処理で構成される必要はない。例えば、スクライブ処理とエッチング処理とのコンビネーションを採用したり、ブラスト処理とエッチング処理とのコンビネーションを採用したりと、少なくともエッチング処理を含む複合加工を採用する場合であっても、上述の実施形態の同様の作用効果が好適に奏することになるのは言うまでもない。
【００３７】
なお、加工保護層について、エッチング処理に対しては耐エッチング層（耐酸性レジスト、耐酸性フィルム等）を用いるが、ブラスト処理に対しては耐ブラスト層を用い、その他の加工処理においてはその加工処理に適した加工用保護層が選択されることになる。
【００３８】
上述の実施形態に係る方法によって生産されたガラス基板は、その端面が、厚み方向の中央部から外側に向って厚みが大きくなるように構成された端面保護層によって覆われることになる。このため、第１の主面または第２の主面と端面と境界付近のような外傷に対して脆弱な部分が効果的に保護されることになる。さらに、端面の厚み方向の中間位置に頂点部を有し、かつ、この頂点部から第１の主面および第２の主面のそれぞれに対して湾曲面が形成されることになる。このような形状は、エッチング処理による切断において顕著に表れることになるが、ブラスト処理による切断やレーザ加工処理等のその他の切断処理においても実現される。
【００３９】
この発明はフラットパネルディスプレイを用途するガラス基板において最も好適に作用効果を奏するが、ショーケース用や窓等の建築部材用のガラス基板に対しても好適に作用効果を奏する。
【００４０】
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４１】
１０，１４−ガラス基板
１２，１６−端面保護層
２０−マザーガラス基板
２２−耐エッチング層
２４−レーザ装置
２６、２８−ディスペンサ
１４２−スロット
１４４−切欠部
【図１】
2015131741.tif 000003
【図２】
2015131741.tif 000004
【図３】
2015131741.tif 000005
【図４】
2015131741.tif 000006
【図５】
2015131741.tif 000007
【図６】
2015131741.tif 000008
【図７】
2015131741.tif 000009
【図８】
2015131741.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成27年4月16日(2015.4.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状を呈するガラス基板であって、
第１の主面、第２の主面、およびこれらに挟まれる端面を有しており、
前記端面は、厚み方向の中央部から外側に向って厚みが大きくなるように構成された端面保護層によって覆われてなる端面保護層付きガラス基板を製造する方法であって、
所望の形状を形成するための加工パターンが赤外線を発振するレーザ装置によって形成された有色の耐酸性フィルムからなる加工保護層をマザーガラス基板の第１の主面および第２の主面にそれぞれ形成するステップと、
前記加工パターンに沿ってマザーガラス基板を切断加工処理することによって、ガラス基板の端面から延び出すような状態で加工保護層を残しつつ、マザーガラス基板を所望の形状の複数のガラス基板に分断するステップと、
分断により得られたガラス基板の端面から延び出した加工保護層とガラス基板の端面との間に、端面保護層を構成するための端面保護剤をディスペンサによって供給するステップと、
前記端面保護剤の充填後に前記加工保護層をガラス基板から除去するステップと、
を含み、
前記端面と前記第１の主面および前記第２の主面との境界付近により厚みのある端面保護層を形成することを特徴とする端面保護層付きガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記切断加工処理が少なくともエッチング処理を含んでおり、前記加工保護層が耐エッチング層であることを特徴とする請求項１に記載の端面保護層付きガラス基板の製造方法。