(57)【要約】      （修正有）【課題】微細な凹凸パターンを有する凹凸ガラス板を簡便に製造する方法を提供する。【解決手段】ガラスペースト層３を形成する工程と、ガラス層を形成する工程と、凹凸を形成する工程とを備える。ガラスペースト層３を形成する工程では、平坦な表面２ａを有するガラス板２の該表面２ａの一部の上に、ガラス板２よりも軟化点が低いガラス粉末を含むペーストを塗布し、ガラスペースト層３を形成する。ガラス層を形成する工程では、ガラスペースト層３を焼成する。凹凸を形成する工程では、ガラス板２に対するエッチング速度よりもガラス層に対するエッチング速度の方が大きいエッチング液を用いてガラス層をエッチングにより除去すると共に、凹凸を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に凹凸を有する凹凸ガラス板の製造方法であって、
平坦な表面を有するガラス板の該表面の一部の上に、前記ガラス板よりも軟化点が低いガラス粉末を含むペーストを塗布し、ガラスペースト層を形成する工程と、
前記ガラスペースト層を焼成し、ガラス層を形成する工程と、
前記ガラス板に対するエッチング速度よりも前記ガラス層に対するエッチング速度の方が大きいエッチング液を用いて前記ガラス層をエッチングにより除去すると共に、前記凹凸を形成する工程と、
を備える、凹凸ガラス板の製造方法。
【請求項２】
前記エッチング液として、硝酸、塩酸及び硫酸からなる群から選ばれる少なくとも一種を含むエッチング液を用いる、請求項１に記載の凹凸ガラス板の製造方法。
【請求項３】
前記ガラス粉末は、前記ガラス板よりも比重が大きい、請求項１または２に記載の凹凸ガラス板の製造方法。
【請求項４】
前記ガラス粉末の軟化点が５００℃以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の凹凸ガラス板の製造方法。
【請求項５】
前記ガラス粉末が、ビスマス、鉛及びアンチモンからなる群から選ばれる少なくとも一種を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の凹凸ガラス板の製造方法。
【請求項６】
前記ガラス粉末が、ビスマスを含む、請求項５に記載の凹凸ガラス板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凹凸ガラス板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラスの表面加工方法として、フッ酸などの化学薬品を用いる化学エッチング処理、サンドブラスト装置を用いる物理エッチング処理などが知られている。例えば、特許文献１には、フッ酸を含むエッチング液を使用してガラス基板表面に凹凸パターンを形成する方法が開示されている。また、特許文献２には、サンドブラスト装置を用いて基板上の低融点ガラスを彫刻して、基板上に低融点ガラスのパターンを形成する方法が開示されている。
【０００３】
また、特許文献３には、ガラス基材の表面にニッケル層をパターン形成し、ニッケル層付きのガラス基材を加熱したのち、ニッケル層をブラシなどで除去することにより、ガラス基材表面から１０μｍ程度のガラスをニッケル層と共に剥離して、ガラス基材をエッチングする方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−４７４２７号公報
【特許文献２】特公平７−２２８９３号公報
【特許文献３】特開２００６−８３０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された方法では、取り扱いが困難なフッ酸を使用するという問題がある。また、特許文献２または特許文献３に開示された方法では、フッ酸を使用する必要は無いが、ガラスの表面にナノメートルオーダーの微細な凹凸パターンを形成することは困難である。
【０００６】
このような状況下、ガラス表面に、微細な凹凸パターンを形成することができる簡便な方法が求められている。
【０００７】
本発明は、微細な凹凸パターンを有する凹凸ガラス板を簡便に製造する方法を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の凹凸ガラス板の製造方法は、表面に凹凸を有する凹凸ガラス板の製造方法である。本発明の凹凸ガラス板の製造方法は、ガラスペースト層を形成する工程と、ガラス層を形成する工程と、凹凸を形成する工程とを備える。ガラスペースト層を形成する工程では、平坦な表面を有するガラス板の該表面の一部の上に、ガラス板よりも軟化点が低いガラス粉末を含むペーストを塗布し、ガラスペースト層を形成する。ガラス層を形成する工程では、ガラスペースト層を焼成する。凹凸を形成する工程では、ガラス板に対するエッチング速度よりもガラス層に対するエッチング速度の方が大きいエッチング液を用いてガラス層をエッチングにより除去すると共に、凹凸を形成する。
【０００９】
エッチング液として、硝酸、塩酸及び硫酸からなる群から選ばれる少なくとも一種を含むエッチング液を用いることが好ましい。
【００１０】
ガラス粉末は、ガラス板よりも比重が大きいことが好ましい。
【００１１】
ガラス粉末の軟化点は、５００℃以下であることが好ましい。
【００１２】
ガラス粉末は、ビスマス、鉛及びアンチモンからなる群から選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましい。
【００１３】
ガラス粉末は、ビスマスを含むことがより好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、微細な凹凸パターンを有する凹凸ガラス板を簡便に製造する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る凹凸ガラス板の製造方法を説明するための略図的断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る凹凸ガラス板の製造方法を説明するための略図的断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ部分の拡大断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る凹凸ガラス板の製造方法を説明するための略図的断面図である。
【図５】図４のＶ部分の拡大断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る凹凸ガラス板の製造方法により得られた凹凸ガラス板の表面のｘ方向における凹部のｙ方向の深さＺ（ｎｍ）を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
【００１７】
また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態などにおいて参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率などが異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率などは、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００１８】
図１は、本実施形態に係る凹凸ガラス板の製造方法を説明するための略図的断面図である。図２は、本実施形態に係る凹凸ガラス板の製造方法を説明するための略図的断面図である。図３は、図２のＩＩＩ部分の拡大断面図である。図４は、本実施形態に係る凹凸ガラス板の略図的断面図である。図５は、図４のＶ部分の拡大断面図である。図１〜５を参照しながら、本実施形態に係る凹凸ガラス板の製造方法について説明する。
【００１９】
図１に示すように、まず、平坦な表面２ａを有するガラス板２を準備する。次に、ガラス板２の表面２ａの一部の上に、凹部を形成しようとしているパターンに応じた形状を有するガラスペースト層３を形成する。
【００２０】
ガラス板２を構成する材料としては、例えばソーダライムガラス、ケイ酸塩系ガラス、ホウケイ酸塩系ガラスなどが挙げられる。
【００２１】
ガラス板２は、ガラス転移点が５３０℃〜７３０℃程度、軟化点が６００℃〜８００℃程度のものを用いることができる。
【００２２】
なお、本発明において、ガラス板２のガラス転移点及び軟化点は、熱膨張測定装置（Ｄｉｌａｔｏｍｅｔｅｒ）によって測定され、軟化点はその屈服点の値である。
【００２３】
ガラス板２は、好ましくは比重が２．４〜２．９程度のものを用いることができる。
【００２４】
ガラスペースト層３は、ガラス粉末を含むペーストを塗布することにより形成することができる。ガラス粉末を含むペーストを塗布する方法は、特に限定されない。ガラス粉末を含むペーストを塗布する方法としては、例えば、インクジェット法、スクリーン印刷、ロールコート、レジスト材料を用いるリフトオフ法などの方法が挙げられる。
【００２５】
ガラス粉末は、ガラス板２を構成する材料よりも軟化点が低い材料からなる。
【００２６】
ガラス粉末は、ガラス板よりも比重が大きいことが好ましい。
【００２７】
ガラス粉末を構成する材料としては、例えばビスマス、鉛及びアンチモンからなる群から選ばれる少なくとも一種を含む低融点ガラスが挙げられる。ガラス粉末を構成する材料としては、これらの中でも、ビスマスを含むガラスは比重が大きいため好ましい。
【００２８】
ガラス粉末の軟化点は、ガラス板の軟化点及びガラス転移点よりも低いことが好ましい。具体的には、ガラス粉末の軟化点は、５００℃以下であることが好ましい。ガラス粉末の軟化点は、３００℃〜４００℃程度であることがより好ましく、３３０℃〜３９０℃程度であることがさらに好ましい。
【００２９】
なお、本発明において、ガラス粉末の軟化点は、熱膨張測定装置（Ｄｉｌａｔｏｍｅｔｅｒ）によって測定したときの屈服点の値である。なお、ガラス粉末の軟化点の測定においては、ガラス粉末を棒状に焼成成形したものを測定試料として用いた。
【００３０】
ガラス粉末は、好ましくは比重が３．５〜７．５程度のものを用いることができる。
【００３１】
ガラス粉末を含むペーストは、ガラス粉末とバインダー、溶剤などとを適宜混合することにより得られる。
【００３２】
次に、ガラスペースト層３を焼成する。これにより、図２に示すように、ガラス層４を形成する。焼成工程において、ガラスペースト層３中の溶剤やバインダーは、揮発、燃焼して消失し、残ったガラス粉末が融解してガラス層４を形成する。
【００３３】
ここで、ガラス層４のガラス板２側では、ガラス粉末由来のガラス成分が、ガラス板２の表層部に拡散浸透し、拡散層４ａが形成される。従って、拡散層４ａは、ガラス板２の表層部分に形成される。この際、ガラス粉末の比重が、ガラス板２よりも大きいと、ガラス粉末由来のガラス成分は、ガラス板２の表層部深くまで拡散浸透しやすくなる。よって、拡散層４ａがガラス板２の表層部深くまで形成されやすくなる。
【００３４】
なお、ガラスペースト層３の焼成温度は、ガラス板２の軟化点よりも低いことが好ましく、ガラス板２のガラス転移点よりも低いことがより好ましい。また、ガラスペースト層３の焼成温度は、ガラス粉末の軟化点よりも高いことが好ましい。具体的には、ガラスペースト層３の焼成温度は、５００℃〜７００℃程度とすることが好ましく、５００℃〜６００℃程度とすることがより好ましい。
【００３５】
次に、ガラス層４をエッチングにより除去する。このガラス層４のエッチングには、ガラス板２に対するエッチング速度よりもガラス層４に対するエッチング速度の方が大きいエッチング液を用いる。すなわち、このエッチング工程で用いられるエッチング液は、ガラス板２よりもガラス粉末を溶解しやすい液である。エッチング液は、ガラス板２をエッチングしないがガラス層４をエッチングするエッチング液であることが好ましい。このため、このエッチング工程においては、ガラス粉末由来のガラス成分を含む拡散層４ａを含むガラス層４の全体がエッチングにより除去される。その結果、ガラスペースト層３を形成した部分にｙ方向の深さＺの凹部１ａが形成された凹凸ガラス板１が得られる。
【００３６】
以上のような凹凸ガラス板１の製造方法では、フッ酸を必ずしも必要としない。また、凹部１ａを高い形状精度で容易に形成することができる。また、凹部１ａの深さは、ガラス粉末の比重、焼成温度、焼成時間を変えることによって変化させることができる。具体的には、ガラス粉末の比重が大きいほど、焼成温度が高いほど、または焼成時間が長いほど、凹部１ａの深さを大きくすることができる。実際に本実施形態において説明した製造方法によりガラス板を加工した結果、図６に示す凹凸表面を有するガラス板を製造することができた。
【００３７】
なお、好ましく用いられるエッチング液としては、例えば硝酸、塩酸及び硫酸からなる群から選ばれる少なくとも一種を含むエッチング液が挙げられる。エッチング液として、これらの中でも、ガラス粉末が、ＰｂＯ系ガラス、Ｂｉ２Ｏ３系ガラス、ＳｎＯ２-Ｐ２Ｏ５系ガラスの場合は、それぞれ硝酸水溶液、塩酸水溶液、硫酸水溶液を用いることが好ましい。
【符号の説明】
【００３８】
１…凹凸ガラス板
１ａ…凹部
２…ガラス板
２ａ…表面
３…ガラスペースト層
４…ガラス層
４ａ…拡散層
Ｚ…凹凸ガラス板の凹部の深さ
【図１】
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【図２】
2013035707.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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