(57)【要約】【課題】  ガラス板の強度を低下させることがない上に、手間を要さず、安価に正確な画像を形成できるガラス板の加工方法を提供する。【解決手段】  本発明のガラス板の加工方法は、ガラス板１１の片面に耐フッ酸膜１２を形成する工程と、耐フッ酸膜１２上に、画像を形成するように耐ブラスト膜１３を設ける工程と、ブラスト加工により耐ブラスト膜１３で覆われていない部分の耐フッ酸膜およびガラス板を削り取る工程と、ブラスト加工により露出したガラス板１１をフッ酸によりエッチングする工程と、耐フッ酸膜１２および耐ブラスト膜１３を除去する工程とを有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス板の片面に耐フッ酸膜を形成する工程と、
耐フッ酸膜上に、画像を形成するように耐ブラスト膜を設ける工程と、
ブラスト加工により耐ブラスト膜で覆われていない部分の耐フッ酸膜およびガラス板を削り取る工程と、
ブラスト加工により露出したガラス板をフッ酸によりエッチングする工程と、
耐フッ酸膜および耐ブラスト膜を除去する工程とを有することを特徴とするガラス板の加工方法。
【請求項２】
ガラス板の片面に耐フッ酸膜を形成する工程と、
耐フッ酸膜上に、画像を形成するように耐ブラスト膜を設ける工程と、
ブラスト加工により耐ブラスト膜で覆われていない部分の耐フッ酸膜およびガラス板を削り取る工程と、
耐ブラスト膜を除去する工程と、
ブラスト加工により露出したガラス板をフッ酸によりエッチングする工程と
耐フッ酸膜を除去する工程とを有することを特徴とするガラス板の加工方法。
【請求項３】
前記耐フッ酸膜が、クロム、金、白金、モリブデン、タングステンの群より選ばれた少なくとも一種からなることを特徴とする請求項１または２に記載のガラス板の加工方法。
【請求項４】
前記耐フッ酸膜が、石油ピッチ、アスファルト、石油系ワックス、動物性ワックス、植物性ワックス、ゴム、ポリスチレン樹脂の群より選ばれた少なくとも一種からなることを特徴とする請求項１または２に記載のガラス板の加工方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のガラス板の加工方法で製造されたことを特徴とする有機ＥＬ表示装置用ガラス封止キャップ。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載のガラス板の加工方法で製造されたことを特徴とするガラスチップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス板に画像を形成する際のガラス板の加工方法に関する。さらには、有機ＥＬ表示装置に用いられるガラス封止キャップならびに化学反応を行うガラスチップに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラスは他の素材に比べて透明性、耐薬品性、耐久性、温度・湿度に対する低膨張性などが優れているため、ブラウン管、薄型ディスプレイの基材などに使用されている。さらには、近年、ガラスの新しい用途として、有機ＥＬ表示装置への水分の浸入を防ぐためにその裏側を保護する有機ＥＬ表示装置用封止キャップや、ガラス上で少量の試料の化学反応を行う反応装置であるガラスチップなどが検討されている。
ところで、有機ＥＬ表示装置用封止キャップやガラスチップなどを得るためには、ガラス板に溝を掘ったり、穴を空けたりする必要がある。そのようなガラス板の加工としては、粒子状の研磨剤をガラス板に衝突させるサンドブラスト法、フッ酸含有液をガラス板に接触させて溶解させるエッチング法、レザービームを照射して溶融加工するレザービーム加工法などが挙げられる。従来、これらのいずれか１種の方法でガラス板の加工を行っていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、サンドブラスト法では、大量にしかも比較的安価に溝堀や穴あけができる反面、粒子の衝突によって微小クラック（チッピング）が生じるため、ガラスの強度が低下した。また、加工表面の凹凸が大きく、透明性が低くなる上に、凹凸表面が汚れ易いなどの欠点があった。
【０００４】
また、エッチング法では、フッ酸を含む腐食性の強い酸を使うので容易にガラス板に溝堀や穴あけができるものの、その強い酸に十分に耐えうる耐蝕膜用の材料がないということが問題であった。そのため、例えば、ゴム系感光剤の画像などを耐蝕膜として用い、ガラス板をフッ酸によりエッチングした場合には、耐蝕膜も溶解してしまうので、長時間のエッチングは難しく、深さ５〜１０μｍの浅いエッチングが限界であった。
上記方法以外にも、ワックス（蝋）を溶融してガラス板に薄く塗り、所望の画像になるようにワックスを鋭利な刃で削りとってからエッチングを行う方法が知られている。この方法によれば、比較的深くエッチングできるものの、エッチングが深くなると溝の横壁の一部が侵食され（横壁の侵食をアンダーカットということがある）、最終的には表面側のガラスが崩れてしまうため、設計時の幅より幅広の溝が形成されることがあった。そのため、正確な画像形成が再現できなかった。また、ワックスを削って画像を形成する作業は手間を要する作業であった。
さらに、粘着剤やホットメルト接着剤を片面に塗布したフィルムをガラス板に貼り付け、エッチングする部分のフィルムを剥がしてからエッチングする方法が知られている。この方法によれば、比較的深くエッチングできるが、繊細な画像形成が困難である上に、剥がす作業に時間を要するため量産性が低いという問題があった。
【０００５】
また、エッチング法において、画像が形成されたクロム膜を耐蝕膜としてガラスのエッチングを行うことがある。画像が形成されたクロム膜の形成方法は、まず、金属のクロムをスパッタまたは蒸着することによりガラス表面にクロム膜を形成し、この上に感光剤（主にポジ型）の画像を形成し、さらに、その感光剤の画像を耐蝕膜として硝酸第二セシウム液でクロム膜をエッチングして画像を形成する。この方法では感光剤を用いるので画像形成が容易であり、比較的深くエッチングできるが、上記と同様に、アンダーカットにより正確な画像形成が再現できなくなる傾向にあった。そこで、アンダーカットによる崩れを防止するため、クロム膜の上に金の膜をさらに形成する方法も試みられているが、完全に解決できない上に、クロムの膜や金の膜を形成することは高価であり、実用性に乏しい。
本発明は、前記事情を鑑みてなされたものであり、ガラス板の強度を低下させることがない上に、手間を要さず、安価に正確な画像を形成できるガラス板の加工方法を提供することを目的とする。また、強度が高く、正確な画像が形成された有機ＥＬ表示装置用封止キャップおよびガラスチップを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願請求項１のガラス板の加工方法は、ガラス板の片面に耐フッ酸膜を形成する工程と、
耐フッ酸膜上に、画像を形成するように耐ブラスト膜を設ける工程と、
ブラスト加工により耐ブラスト膜で覆われていない部分の耐フッ酸膜およびガラス板を削り取る工程と、
ブラスト加工により露出したガラス板をフッ酸によりエッチングする工程と、
耐フッ酸膜および耐ブラスト膜を除去する工程とを有することを特徴とする。
本願請求項２のガラス板の加工方法は、ガラス板の片面に耐フッ酸膜を形成する工程と、
耐フッ酸膜上に、画像を形成するように耐ブラスト膜を形成する工程と、
ブラスト加工により耐ブラスト膜で覆われていない部分の耐フッ酸膜およびガラス板を削り取る工程と、
耐ブラスト膜を除去する工程と、
露出したガラス板をフッ酸によりエッチングする工程と
耐フッ酸膜を除去する工程とを有することを特徴とする。
本発明のガラス板の加工方法においては、前記耐フッ酸膜が、クロム、金、白金、モリブデン、タングステンの群より選ばれた少なくとも一種からなることが好ましい。
または、本発明のガラス板の加工方法は、前記耐フッ酸膜が、石油ピッチ、アスファルト、石油系ワックス、動物性ワックス、植物性ワックス、ゴム、ポリスチレン樹脂の群より選ばれた少なくとも一種からなることが好ましい。
本発明の有機ＥＬ表示装置用ガラス封止キャップは、上述したガラス板の加工方法で製造されたことを特徴とする。
本発明のガラスチップは、上述したガラス板の加工方法で製造されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のガラス板の加工方法では、ガラス板をブラスト加工した後、フッ酸によりエッチングするので、ガラス板のチッピングを抑制でき、ガラス板の強度低下を防止できる。また、エッチング法のみで加工しないので、窪みや溝を深くしても、アンダーカットを防ぐことができ、ガラス板に正確な画像を形成できる。しかも、耐ブラスト膜や耐フッ酸膜に手作業でパターンを形成しないので、手間を要さず、量産性が高い上に、特殊な膜を形成させる必要もなく、安価である。
本発明の有機ＥＬ表示装置用封止キャップおよびガラスチップは、上述したガラス板の加工方法で製造されたものであるから、強度が高く、正確な画像が形成されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係る第１の実施形態例のガラス板の加工方法について図１および図２を参照して説明する。
本実施形態例のガラス板の加工方法では、まず、図１（ａ）に示すようなガラス板１１の片面に、耐フッ酸性を有する材料を塗布、スパッタ、蒸着などして、図１（ｂ）に示すように、耐フッ酸膜１２を形成する。
次いで、耐フッ酸膜１２上に感光性樹脂のドライフィルムを積層し、さらにそのドライフィルム上にパターンが形成された窓部を有するマスクを載せ、露光、現像して、図１（ｃ）に示すように、画像が形成された耐ブラスト膜１３を設ける。
次いで、図１（ｄ）に示すように、ブラスト加工により耐ブラスト膜１３で覆われていない部分の耐フッ酸膜１２およびガラス板１１を削り取る。ここで、ブラスト加工に使用できる研磨剤としては、例えば、アランダム、カーボランダム、ガーネット、鉄粉などが挙げられる。
次いで、図２（ａ）に示すように、ブラスト加工により露出したガラス板１１をフッ酸によりエッチングする。ここで、好ましいエッチング液としては、ガラス板中の純ガラス成分以外の例えば鉛、硼素、ナトリウム、カリウムなどを除去、溶解する目的で、フッ酸に酢酸、硫酸、硝酸などを混合したものである。
次いで、エッチングされたガラス板を、５質量％程度の苛性ソーダ水溶液に浸漬してドライフィルムよりなる耐ブラスト膜を除去する。次に、耐フッ素膜が有機溶媒に可溶な場合には、それに対応する有機溶媒有機溶剤に浸漬し、耐フッ素膜がワックスなどの熱溶融性の場合には加熱し、耐フッ素膜がクロム金属である場合には硝酸第二セシウム液などに浸漬して、図２（ｂ）に示すように、耐フッ酸膜および耐ブラスト膜を溶解もしくは除去する。
このようにして、画像が形成されたガラス板１１を得る。
【０００９】
上記のガラス板の加工方法において、耐フッ酸膜１２の成分としては、天然の有機物、化学工業生産物である合成の有機物などが挙げられる。ここで、有用な天然の有機物としては、ミツロウ（ＢＥＥ‘Ｓ  ＷＡＸ）などの動物性ワックス、シエラック（ＳＨＥＬＬＡＣ）、ロジン（ＲＯＳＩＮ）、カルナバ（ＣＡＲＮＡＵＢＡ  ＷＡＸ）、木ロウ（ＪＡＰＡＮ  ＷＡＸ）などの植物性ワックス、天然ゴム、天然ゴムの環化物や塩化物などゴムが挙げられる。
また、合成の有機物としては、石油ピッチ（ＰＩＴＣＨ、タールピッチ）、アスファルト（石油アスファルト）、パラフィン（ＰＡＲＡＦＦＩＮＷＡＸ）、塩素化パラフィン、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレンなどの石油系ワックス、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、合成イソプレンゴムそれに合成イソプレンゴムの環化物や塩化物などのゴム、ポリスチレン樹脂が挙げられる。
これらは、単独で使用できるが、２種以上の混合物として用いてそれぞれの性質を補って使用することもできる。例えば、塩素化ゴムの脆さを補う目的で塩素化パラフィンを混合したり、低分子量ポリエチレンのブラストによる切削性を改良する目的でカルナバワックスを混合したり、アスファルトの脆さを補う目的で低分子量ポリプロピレンや、環化ゴムを添加して使用することもできる。
【００１０】
また、耐フッ酸膜１２は、クロム、金、白金、モリブデン、タングステンの群より選ばれた少なくとも一種からなることが好ましい。このような金属を耐フッ酸膜に用いた場合には、容易に画像形成できる。
【００１１】
さらに、天然有機物や合成有機物の耐フッ酸膜１２には、皮膜形成時の塗布性を改良する目的で無機フィラーや有機フィラーを添加したり、視認性を改良する目的で顔料や染料などの着色剤を添加したりすることもできる。
【００１２】
次に、本発明に係る第２の実施形態例のガラス板の加工方法について図１および図３を参照して説明する。
本実施形態例のガラス板の加工方法では、第１の実施形態例と同様にして、ガラス板１１の片面に耐フッ酸膜１２を形成し、この耐フッ酸膜１２上に画像が形成された耐ブラスト膜１３を設け、ブラスト加工により耐ブラスト膜１３に覆われていない部分の耐フッ酸膜１２およびガラス板１１を削り取る（図１参照）。
次いで、耐フッ酸膜１２およびガラス板１１をブラスト加工したガラス板１１を耐ブラスト膜溶解液中に浸漬し、図３（ａ）に示すように、耐ブラスト膜を溶解して除去する。次いで、図３（ｂ）に示すように、ブラスト加工により露出したガラス板１１をフッ酸によりエッチングし、さらに、有機溶媒などに浸漬し、図３（ｃ）に示すように、耐フッ酸膜を溶解して除去する。
このようにして、画像が形成されたガラス板１１を得る。
【００１３】
第２の実施形態例の加工方法において、耐ブラスト膜１３を溶解する耐ブラスト膜溶解液としては、例えば、苛性ソーダ、苛性カリの水溶液、モノエノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムなどのアルカリ性の有機物水溶液などが挙げられる。また、耐フッ酸膜１２を溶解する有機溶媒としては、例えば、キシレン、トルエン、塩化メチレンなどが挙げられる。
フッ酸でガラス板１１をエッチングする際のエッチング条件は第１の実施形態例と同じである。
【００１４】
上述した実施形態例では、まず、耐フッ酸膜が形成されたガラス板をブラスト加工した後、ガラス板をエッチングするので、ブラスト加工によるチッピングを少なくすることができる。その結果、ガラス板の強度低下を防止できる。
また、ブラスト加工によってガラス板をある程度削り取っているから、深くエッチングする必要はない。したがって、アンダーカットは生じにくく、しかもブラスト加工は直線的に加工できるから、ガラス板に正確に画像を形成することができる。
さらに、この方法では、手間を要する特殊な耐フッ酸膜の形成方法を採用しなくてもよいから、安価である上に、量産性が高い。
【００１５】
なお、本発明は上述した実施形態例に限定されない。例えば、耐フッ酸膜１２上に画像を形成するように耐ブラスト膜１３を設ける方法は、画像を形成するように耐ブラスト材料を塗布する方法、予め画像が形成された耐ブラスト膜を耐フッ酸膜上に積層する方法、耐ブラスト性を有する薄膜を耐フッ酸膜上に積層した後、前記薄膜の所定箇所を切除して画像を形成する方法などが挙げられる。
さらに、予め画像が形成された耐ブラスト膜を作製する方法としては、例えば、ポリエステルフィルムなどのプラスチックフィルム（板）または金属薄板を型抜き加工する方法、レザー加工する方法などが挙げられる。予め画像が形成された耐ブラスト膜の片面に粘着剤やホットメルト接着剤を付与しておけば耐フッ酸膜上に容易に積層できる。
【００１６】
本発明の有機ＥＬ表示装置用封止キャップ、または、本発明のガラスチップは、上述したガラス板の加工方法により製造されたものである。この有機ＥＬ表示装置用封止キャップまたはガラスチップは、上述したガラス板の加工方法により製造されたため、強度が高く、正確な画像が形成されている。したがって、有機ＥＬ表示装置またはガラスチップの品質を高めることができる。
なお、ガラスチップとしては、生物化学反応に用いるガラスバイオチップ、通常の化学反応に用いるガラスケミカルチップなどがある。
【実施例】
【００１７】
（試験例１）
アスファルト粉末１００ｇをテレピン油２００ｇとジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート５０ｇに溶解し、更にアクリル樹脂の微粉末（綜研化学社製ＭＲ−２Ｇ）５０ｇを加えてから３本ロールで練り粘調溶液とした。
この粘調溶液をスクリーン印刷版（４００メッシュのステンレス紗）でガラス板上（日本電気硝子社製ＯＡ−１０）に塗布し、８０℃で２０分間乾燥して厚さ８μｍの耐フッ酸膜を形成した。次いで、耐フッ酸膜上に耐ブラスト用のドライフィルム（東京応化工業社製ＢＦ−４０５）を積層し、露光現像により耐フッ酸膜上に、画像が形成された耐ブラスト膜を設けた。
そして、耐フッ酸膜上に耐ブラスト膜が設けられたガラス板をサクション式ブラスト装置（ニッチュー社製ＯＰ−１２）を用い、表１に示すブラスト条件で（１）縦４０ｍｍ×横４０ｍｍの窪みと（２）幅３００μｍ×長さ１０ｍｍの溝を形成するようにブラスト加工をした。
【００１８】
【表１】
2005139039.tif 000003
【００１９】
上記ブラスト加工において、ブラスト装置での被ブラスト加工物のブラスト処理回数とブラスト加工により形成した窪みまたは溝の深さは表２に示す通りであった。
【００２０】
【表２】
2005139039.tif 000004
【００２１】
次いで、ブラスト加工したガラス板を５％苛性ソーダ水溶液４０℃中に浸漬して、ガラス板に積層されたドライフィルムからなる耐ブラスト膜を剥離した。次いで、耐ブラスト膜を剥離したガラス板を、２５℃のエッチング液（４８質量％フッ化水素３０質量部、６０質量％硝酸４０質量部、９６質量％酢酸３０質量部）中に２０分間、４０分間、８０分間浸漬しながら遥動してエッチングした。そして、キシレン溶剤で耐フッ酸膜を除去して、窪みおよび溝が形成されたガラス板を得た。この加工されたガラス板のエッチング深さを表３に示す。
なお、加工物−４は、ブラスト加工のみで溝を形成したものであるから、本発明の範囲外のものである。
【００２２】
【表３】
2005139039.tif 000005
【００２３】
（試験例２）
虫白蝋４０質量部と融点６５〜７５℃のポリエチレン６０質量部とをビーカーに入れ、加熱溶融し、混合してから冷却して固形のワックスとした。
この固形のワックスを、加熱用鉄板（ヒートプレイト）上に置いたガラス板（日本電気硝子社製ＯＡ−１０）に載せ、プレート温度を８０℃にして固形ワックスを溶融した。そして、溶融した固形ワックスを展ばしてガラス板上に厚さ６μｍの耐フッ酸膜を形成した。次いで、耐フッ酸膜上に耐ブラスト用のドライフィルム（東京応化工業社製ＢＦ−４０５）を積層し、露光現像により耐フッ酸膜上に、画像が形成された耐ブラスト膜を設けた。
そして、耐フッ酸膜上に耐ブラスト膜が設けられたガラス板をサクション式ブラスト装置（ニッチュー社製ＯＰ−１２）を用い、実施例１と同じ条件でブラスト加工をした。
上記ブラスト加工において、ブラスト装置での被ブラスト加工物のブラスト処理回数とブラスト加工により形成した窪みまたは溝の深さは表４に示す通りであった。
【００２４】
【表４】
2005139039.tif 000006
【００２５】
次いで、ブラスト加工したガラス板を５％苛性ソーダ水溶液４０℃中に浸漬して、ガラス板に積層されたドライフィルムからなる耐ブラスト膜を剥離した。次いで、耐ブラスト膜を剥離したガラス板を、２５℃のエッチング液（５５質量％フッ化水素５０質量部、６０質量％硝酸２５質量部、９８質量％酢酸２５質量部）中に２５分間、４５分間浸漬しながら遥動してエッチングした。そして、９０℃のキシレン溶剤で耐フッ酸膜を除去して、窪みおよび溝が形成されたガラス板を得た。この加工されたガラス板のエッチング深さを表５に示す。
【００２６】
【表５】
2005139039.tif 000007
【００２７】
（試験例３）
ガラス板（日本電気硝子社製ＯＡ−１０）上に、蒸着により厚さ０．２μｍの金属クロム膜を形成し、これを耐フッ酸膜とした。次いで、耐フッ酸膜の上に耐ブラスト用のアクリルエステル系樹脂よりなる膜厚１００μｍの粘着性画像フィルム（日本化研社製商品名ＮＣＢＲ粘着画像）を貼り付けて耐フッ酸膜上に、画像が形成された耐ブラスト膜を設けた。
そして、耐フッ酸膜上に耐ブラスト膜が設けられたガラス板をサクション式ブラスト装置（ニッチュー社製ＯＰ−１２）を用い、実施例１と同じ条件でブラスト加工をした。
上記ブラスト加工において、ブラスト装置での被ブラスト加工物のブラスト処理回数とブラスト加工により形成した窪みまたは溝の深さは表６に示す通りであった。
【００２８】
【表６】
2005139039.tif 000008
【００２９】
次いで、加工物−７を除く加工物をメチルエチルケトン溶剤中に浸漬して耐ブラスト膜を剥離した。耐ブラスト膜を剥離した加工物または剥離していない加工物のガラス板を、２５℃のエッチング液（５５質量％フッ化水素５０質量部、６０質量％硝酸２５質量部、９８質量％酢酸２５質量部、純水１００重量部よりなる組成）中に２０分間、４０分間、１００分間浸漬しながら遥動してエッチングした。そして、エッチングしたガラス板を、室温にて、硝酸第二セシウムアンモニウム／過塩素酸（和光純薬社製ＨＹ液）からなる金属クロム蒸着膜除去用エッチング液中に０．５〜２分間浸漬しながら揺動し、金属クロム膜からなる耐フッ酸膜を除去して、窪みおよび溝が形成されたガラス板を得た。この加工されたガラス板のエッチング深さを表７に示す。
【００３０】
【表７】
2005139039.tif 000009
【００３１】
縦４０ｍｍ×横４０ｍｍの窪みを形成したガラス板について、窪みを下向きにした状態で、強度試験機の平滑な金属面上に置き、窪みの中心上から直径５ｍｍの平らな金属端子でガラスが割れるまで圧力を加えて各加工物の強度試験を行った。その結果を表８に示す。
【００３２】
【表８】
2005139039.tif 000010
【００３３】
幅３００ｍｍ×長さ１０ｍｍになるように形成した溝の幅を実測した。その結果を表９に示す。
【００３４】
【表９】
2005139039.tif 000011
【００３５】
試験例１〜試験例３において、加工物−１〜３，５〜１０（特に加工物−１，２，３，５，６，９，１０）は、ガラス板をブラスト加工した後、フッ酸によりエッチングして得たものなので、チッピングを抑制でき、強度低下を防止できた。また、エッチング法のみで加工しないので、アンダーカットを防ぐことができ、ガラス板に正確な画像を形成できた。しかも、耐ブラスト膜や耐フッ酸膜に手作業でパターンを形成しないので、手間を要さず、安価であった。
一方、加工物−４は、ブラスト加工のみで溝や窪みを形成したので、強度が低かった。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明のガラス板の加工方法は、有機ＥＬ表示装置用封止キャップの製造やガラスチップの製造以外にも、ガラス板に溝や窪みを精密に形成する場合に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る第１の実施形態例および第２の実施形態例における各工程を示す断面図である。
【図２】本発明に係る第１の実施形態例における各工程を示す断面図である。
【図３】本発明に係る第２の実施形態例における各工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１１  ガラス板
１２  耐フッ酸膜
１３  耐ブラスト膜
【図１】
2005139039.tif 000012
【図２】
2005139039.tif 000013
【図３】
2005139039.tif 000014