(57)【要約】【課題】  インクの塗付等をすることなく、簡易に精度の高い光拡散グラデーションを形成することが可能なガラス基板製造方法およびエッチング装置を提供する。【解決手段】  エッチング装置１０は、エッチング処理部２２、搬送手段１４および制御部１６を少なくとも備える。制御部は、ガラス基板１００の長さ方向または幅方向において、光拡散層の表面粗さが無段階的に変化するように、エッチング処理部２２および搬送手段１４の動作を制御することによって、当該方向におけるエッチング量を変化させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方の主面に光拡散層を有するガラス基板を製造するためのガラス基板製造装置であって、
前記ガラス基板の主面に対してエッチング処理を行うエッチング処理部と、
前記エッチング処理部に対して前記ガラス基板を導入および退出させるように構成された搬送手段と、
前記エッチング処理部および前記搬送手段の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記ガラス基板の主面に対するエッチング量がその搬送方向において無段階的に変化するように前記エッチング処理部と前記搬送手段とを制御することを特徴とするガラス基板製造装置。
【請求項２】
少なくとも一方の主面に光拡散層を有するガラス基板を製造するためのガラス基板製造方法であって、
前記ガラス基板における光拡散層を形成すべき主面に対してブラスト材を噴射することによって粗面化するブラスト処理ステップと、
前記ブラスト処理ステップで粗面化された主面をエッチングするエッチング処理ステップと、
を含み、
前記エッチング処理ステップは、前記ガラス基板の長さ方向または幅方向において、光拡散層の表面粗さが無段階的に変化するように、当該方向におけるエッチング量を変化させることを特徴とするガラス基板製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば導光板等のような一方の主面に光拡散層を有するガラス基板の製造方法およびこの方法の実施に適したエッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォンやタブレット等で用いられる液晶ディスプレイは、自ら光を発光しないので背面にバックライトを配置することで表示画面を明るくし、見やすくさせるという工夫がなされている。バックライトには、直下型方式とエッジライト方式とがあり、液晶パネルの背面に直接光源を配置する直下型方式に比べ、液晶パネルの側面に配置された光源を導光板によって照らし出すエッジライト方式はコストや消費電力の削減、さらに製品の薄型化が可能であることで注目されている。
【０００３】
エッジライト方式の導光板は、光源からの距離に応じて光量が減衰する問題があるため、光出射面となる主面に凹凸パターンのような光拡散部を形成する際に出射光量が均一化するように様々な工夫がされてきた。これまで射出成形や加熱プレス等で傾斜および凹凸パターンが形成可能なアクリル板が用いられてきたが、熱膨張により内部を圧迫したり、曲げ剛性や耐候性が不足したりする傾向があり、特に屋外で使用する場合に劣化が顕著になるという欠点があった。
【０００４】
以上のようなアクリル板での問題を解決するために、近年では、ガラス基板が採用されることが多くなった。ガラス基板においては、光出射面となる主面に、光源との距離が遠いほど光が出射しやすくなるように光拡散層を印刷加工する技術が存在する（例えば、特許文献１。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１３−５２１６０９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、光拡散層を印刷加工する場合その精度が十分でなく、稠密な凹凸を形成することが困難であった。また、塗布したインクの分だけガラス基板全体の厚みが増加するため、液晶ディスプレイの薄型化を阻害化してしまうおそれがある。しかも、マスク等を製作する必要があり、費用および時間がかかるという不都合がある。
【０００７】
この発明の目的は、インクの塗付等をすることなく、簡易に精度の高い光拡散グラデーションを形成することが可能なガラス基板製造方法およびエッチング装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るエッチング装置は、少なくともどちらか一方の主面に光拡散層を有するガラス基板を製造するよう構成される。このエッチング装置は、エッチング処理部、搬送手段および制御部を少なくとも備える。
【０００９】
エッチング処理部は、ガラス基板の主面に対してエッチング液を接触させることによりエッチング処理を行うように構成される。搬送手段はエッチング処理部に対してガラス基板を導入および退出させるように構成される。搬送手段の例としては、ガラス基板の昇降が可能なクレーンやエレベータ等の昇降機構、ならびにガラスの水平方向の移送が可能なローラ搬送機構やコンベア搬送機構やビーム機構等が挙げられる。制御部はエッチング処理部および搬送手段の動作を制御するように構成され、エッチング処理部にガラス基板を導入および退出させる時間を調節するようになっている。このように調節することでガラス基板の主面に対するエッチング量を搬送方向において無段階的に変化するように構成される。例えば、ガラス基板を導光板として用いる場合には、光源が配置された側端面側から遠ざかる方向に向かって光出射能の無段階変化（グラデーション）を有する光出射面を形成することが可能になる。
【００１０】
また、本願発明に係るガラス基板製造方法は、少なくとも一方の主面に光拡散層を有するガラス基板を製造するためのものである。ガラス基板製造方法は、ブラスト処理ステップとエッチング処理ステップとを少なくとも含む。
【００１１】
ブラスト処理ステップは、ガラス基板における光拡散を形成すべき主面に対してブラスト材を噴射することによって粗面化するようになっている。エッチング処理ステップは、ブラスト処理ステップで粗面化されたガラス基板をエッチングするようになっている。ガラス基板の長さ方向または幅方向において光拡散層の表面粗さが無段階的に変化するように当該方向におけるエッチング量を変化させることを特徴とする。ブラスト処理ステップで表面を粗面化したガラス基板をエッチング処理ステップでエッチング量を変化させると、エッチング量が多いと光拡散能（HAZE）が小さくなり、エッチング量が少なくなると光拡散能（HAZE）が大きくなる。この結果、ガラス基板の長さ方向または幅方向において光拡散能（HAZE）のグラデーションを有する主面を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、インクの塗付等をすることなく、簡易に精度の高い光拡散グラデーションを形成することが可能なガラス基板の製造が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るエッチング装置を示す図である。
【図２】ガラス基板の処理手順および処理後のガラス基板の状態を表した図である。
【図３】エッチング装置の機略構成を示すブロック図である。
【図４】エッチング装置の制御部の制御手段の一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の他の実施形態に係るエッチング装置の概略を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るガラス基板の製造方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１〜図４を用いて、本発明の一実施形態に係るエッチング装置１０を説明する。エッチング装置１０は、ガラス基板１００にエッチング処理を実行するように構成される。特に、エッチング装置１０は、ガラス基板１００の主面の長手方向（長さ方向）または短手方向（幅方向）において光拡散能（光出射能）のグラデーションを形成するのに適した動作が行えるように構成されている。エッチング装置１０は、エッチング処理部１２、搬送手段１４、制御部（図３におけるCPU３０）およびセンサ４０（図１および図２においては図示省略。）を備える。エッチング処理部１２はエッチング液２４が収容されたエッチング液槽２２にガラス基板１００を浸漬するように構成される。搬送手段１４はガラス基板１００をキャリア２０に入れクレーン等により搬送する機構が挙げられる。制御部は、搬送速度制御部３４、エッチング流量制御部３６、ブロワ流量制御部３８を含む。
【００１５】
エッチング装置１０は、ガラス基板１００をキャリア２０に複数枚セットすることで同時にエッチング処理することが可能である。エッチング液槽２２にはエッチング液２４が収容されており、キャリア２０をクレーン等の搬送手段１４によって上下に搬送することでエッチング液槽２２に自由に浸漬、取り出しが行える。搬送手段１４は上下駆動できるものであればこれに限定されない。エッチング装置１０のようなバッチ方法ではエッチング液２４からガスが発生しガラス基板１００に接触する恐れがあるのでエッチング装置１０の上方からブロワを下方に向けて噴出するようにすれば良い。搬送速度制御部３４およびブロワ流量制御部３８は、エッチング液面付近に配置されたセンサ４０からの情報を基に制御部にて制御される。
【００１６】
図２（A）は、クレーン等の搬送手段１４によってエッチング液槽２２内のエッチング液に浸漬および取り出しを行っている図である。ただし、キャリア２０の図は省略している。ガラス基板１００は搬送手段１４により徐々に下降し、エッチング液槽２２内のエッチング液にガラス基板１００下部より浸漬し、エッチングが行われる。
【００１７】
ガラス基板１００下降途中では、ガラス基板１００上部はまだエッチング液に浸漬してないので、搬送速度が遅ければ遅い程ガラス基板１００の上部と下部とのエッチング量に差がつく。搬送手段１４はガラス基板１００が浸漬途中で止めることなく徐々に動かし続けることが好ましい。途中で搬送を止めてしまえば、ガラス基板１００に段差ができてしまい綺麗なエッチンググラデーション加工ができない。ガラス基板１００を浸漬しエッチングすると、副産物としてスラッジが生成する。このスラッジはエッチング液中に混在しエッチングを阻害する恐れがある。エッチング液中は、液を循環しスラッジの滞留を起きないようにすることが好ましい。
【００１８】
搬送手段１４にエッチング液槽２２の最下点を検出するような機構を設けると良い。キャリア２０が最下点を迎え、ガラス基板１００全体がエッチング液中に浸漬している状態で搬送を止め、所望の板厚になるまでエッチング処理を行っても良い。ガラス基板１００を浸漬させ、静置させておくとスラッジの滞留によりエッチングが阻害される恐れがあるため、エッチング液の循環を行うとともに、エッチング液槽２２下部よりバブリングを行うようにしてスラッジの滞留が起こらないようにすることが好ましい。
【００１９】
所望の板厚となったガラス基板１００は、搬送手段１４によってエッチング液槽２２より引き上げられる。上昇途中のガラス基板１００の上部はエッチング液から引き上げられるが下部はエッチング液に浸漬したままになるので上部と下部のエッチング量に差がつく。引き上げる際は、止めることなく徐々に動かし続けることが好ましい。引き上げる際にエッチング液が付着したままになってしまうので、ブロワによってエッチング液を落とすようにしても良い。ブロワは引き上げられたガラスを検知するとガラスに向けブロワの流量を強くするようにすれば良い。
【００２０】
ガラス基板１００をエッチング液槽２２のエッチング液に徐々に浸漬させることと、エッチング液に浸漬しきったガラス基板１００を徐々に引き上げるようにすることで、ガラス基板１００上部と下部とのエッチング液に浸漬している時間に差がつき、図２（B）に示したように、上部のエッチング量は少なく、下部のエッチング量は多くなるようなエッチンググラデーション加工ができる。
【００２１】
図３は、エッチング装置１０の概略を示すブロック図である。エッチング装置１０は、搬送速度制御部３４、エッチング流量制御部３６、ブロワ流量制御部３８、センサ４０およびメモリ３２にそれぞれ接続されたCPU３０を備えている。このCPU３０が本発明の制御部に対応する。CPU３０はメモリ３２に格納されたプログラムを読み込みつつ、搬送速度制御部３４およびエッチング流量制御部３６を制御する。ブロワ流量制御部３８はセンサ４０からのガラス基板１００の検出情報に基づき流量を調節する。
【００２２】
図４は、CPU３０の動作手順を示すフローチャートである。CPU３０は処理スタートの合図とともに搬送速度調整を制御するステップ（ｓ１）とエッチング液流量調整を制御するステップ（ｓ２）を順次実行する。エッチング液面付近に設置されたセンサ４０からガラス基板１００の下端の検出信号が入力される（ｓ３）と、搬送速度調整を制御するステップ（ｓ４）が再度実行され適切な速度でエッチング液への浸漬が行われる。キャリア２０の最下点を検出するステップ（ｓ５）で最下点が検出されると搬送速度調整を制御するステップ（ｓ６）が実行され、適切な板厚になるよう調整される。再度エッチング液面付近に設置されたセンサ４０からガラス基板１００の下端の検出信号が入力される（ｓ７）と、搬送速度調整を制御するステップ（ｓ８）が実行される。
【００２３】
１段階目の搬送速度調整を制御するステップ（ｓ１）は、エッチング液面付近に設置されたセンサ４０の場所まで比較的速く下降させても良い。２段階目および３段階目の搬送速度調整を制御するステップ（ｓ４およびｓ６）は、ガラス基板１００を徐々にエッチング液に浸漬させるためエッチングレートに対応した適切な搬送速度調整を行う必要がある。エッチング液にガラス基板１００全体が浸漬している状態でキャリア２０の最下点位置での３段階目の搬送速度調整を制御するステップ（ｓ６）では、そのまま引き上げても良いし、搬送を止めてガラス基板１００が所望の板厚になるようにエッチング処理を行ってから引き上げても良い。４段階目の搬送速度調整を制御するステップ（ｓ８）は、１段階目と同様に比較的速く上昇させても良い。
【００２４】
エッチング液にガラス基板１００を浸漬させエッチングすると副産物としてスラッジが析出する。スラッジはガラス基板１００に付着するとエッチングの阻害をし、ガラス基板１００の表面にムラができてしまう恐れがある。そのためエッチング液槽２２内にスラッジが沈積しないようにするために、エッチング液流量調整を制御するステップ（ｓ２）でエッチング液を循環し、混在するスラッジを除去するようにしている。
【００２５】
上記のように制御することで、ガラス基板１００表面の上部のエッチング量は少なく、下部のエッチング量は多くなるようなエッチンググラデーション加工が可能である。
【００２６】
上記のようなエッチング液に浸漬させるバッチ方式以外にも搬送ローラ等に載置され搬送されるガラス基板１００に対しエッチング液を噴射するような枚葉方式を採用することも可能である。
【００２７】
図５（A）は、ガラス基板１００が上下の搬送ローラ４２で挟まれるようにしてエッチング槽４６をオーバーフローするエッチング液の中を搬送されるようなタイプや、図５（B）のような、ガラス基板１００が搬送ローラ４２の上に乗せられて搬送され、上下に配置されたノズル４４からエッチング液を噴射されるようなタイプを採用しても良い。図５（A）および図５（B）を使用する場合、ガラス基板１００がチャンバに搬送されるときは速く搬送させるか、エッチング液を止めてガラス基板１００が入り切るとエッチング液を出すようにし、ガラス基板１００がチャンバから出るときに搬送を遅くするように調節することで先端と後端のエッチング量に差が出る。
【００２８】
図６（A）および図６（B）を用いて本発明の一実施形態に係るガラス基板１００の製造方法を説明する。ガラス基板１００の製造方法はブラスト処理ステップおよびエッチング処理ステップを含む。
【００２９】
ブラスト処理ステップは、ガラス基板１００の表面にブラスト材を噴射することで粗面化するようになっている。ガラス基板１００の表面は均一に粗面化するようにしてもよいし、ある程度グラデーションがつくように粗面化しても良い。ブラスト処理ステップは、サンドブラストやウエットブラストなどが好ましいが、ガラス基板１００の表面を粗面化できるものであれば、これに限定されない。
【００３０】
図６（A）は、ブラスト処理ステップで粗面化されたガラス基板を上記で説明したエッチング装置１０でエッチング処理を行う時の図である。ガラス基板１００の上部と下部のエッチング量には差があり無段階的なエッチンググラデーションの処理が行われる。そのためブラスト工程で粗面化した表面の光拡散能（HAZE）にも上部と下部とに差をつけることが可能である。図６（B）に図示した通り、ガラス基板１００上部のエッチング量が少ない部分は光拡散能（HAZE）もあまりエッチングされないため、光拡散能（HAZE）は大きなままとなる。ガラス基板１００下部のエッチング量が多い部分は光拡散能（HAZE）もエッチングされるため、光拡散能（HAZE）も小さくなる。
【００３１】
また、エッチング処理前のブラスト処理を行わなかった場合は、ガラス基板１００の平坦な表面をエッチングによって荒らすのでガラス基板１００上部のエッチング量が少ない部分の光拡散能（HAZE）が小さくなり、ガラス基板１００下部のエッチング量が多い部分の光拡散能（HAZE）が大きくなる。
【００３２】
ブラスト工程である程度グラデーションがつくように粗面化したガラス基板１００のグラデーションが濃い方を上端にしてエッチングすることで、ブラスト処理工程で均一に粗面化したガラス基板１００をエッチングしたものに比べ、より緻密な光拡散能（HAZE）のグラデーションを持つガラス基板１００の製造が可能になる。
【００３３】
上記のようなガラス基板１００に光拡散能（HAZE）のグラデーション加工することで、光源に近い位置に光拡散能（HAZE）の小さい面、光源から遠い位置に光拡散能（HAZE）の大きな面になるように配置することで光量が均一となる。さらにガラスを使用しているため光量の高いかつ均一なガラス基板導光板の製造が可能である。しかも、ガラス基板１００上に新たに塗布槽を形成することがないため、ガラス基板１００の薄型化を促進することが可能となる。
【００３４】
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】
【００３５】
１０−エッチング装置
１２−エッチング処理部
１４−搬送手段
２０−キャリア
２２−エッチング液槽
２４−エッチング液
３０−CPU
３２−メモリ
３４−搬送速度制御部
３６−エッチング流量制御部
３８−ブロワ流量制御部
４０−センサ
４２−搬送ローラ
４４−ノズル
４６−エッチング槽
１００−ガラス基板
【図１】
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【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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