(57)【要約】【課題】本発明の目的は、１００μm以下の薄型ガラス基板の製造方法を提供することである。【解決手段】  本発明に係る薄型ガラス基板の製造方法は、基板保護ステップとエッチングステップと分離ステップとを有する。基板保護ステップでは、耐エッチング性を有し、少なくともガラス基板の周縁の先端側の一部を下から支持する搬送補助体１６にガラス基板１０をセットする。エッチングステップでは、ガラス基板１０がセットされた搬送補助体１６を水平方向に搬送しつつ、少なくとも上方向または下方向からエッチング液をスプレーすることにより薄型化する。分離ステップでは、所望量以上薄型化された後に搬送補助体１６とガラス基板１０とを分離する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐エッチング性を有し、少なくともガラス基板の周縁の一部を下から指示する搬送補助体にガラス基板をセットするステップと、
前記ガラス基板がセットされた前記搬送補助体を水平方向に搬送しつつ少なくとも上方向または下方向からエッチング液をスプレーすることにより薄型化するステップと、
前記ガラス基板が所望量以上薄型化された後に、前記搬送補助体と前記ガラス基板とを分離するステップと、
を含む、薄型ガラス基板の製造方法。
【請求項２】
搬送方向に対して前記ガラス基板の周縁の先端側の一部を支持することを特徴とする請求項１に記載の薄型ガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記搬送補助体は凹部を有しており、前記凹部に前記ガラス基板をセットすることを特徴とする請求項１または２に記載の薄型ガラス基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄型ガラス基板の製造方法に関し、特に１００μm以下の板厚までエッチングされた薄型ガラス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板は、携帯型電子機器やテレビ等だけでなく、自動車等の車載分野のように様々な技術分野で利用されている。それぞれの分野においては製品の更なる小型化が求められており、ガラス基板にも薄型化の要請がある。しかしながら、ガラス基板を薄くするにつれて、強度が低下し、取扱いが難しくなるため、薄型ガラス基板の量産技術の確立は困難であるとされていた。
【０００３】
薄型のガラス基板を製造する方法としては、ガラス基板を製造する段階においてガラスを薄く成形する方法と、厚めに形成されたガラス基板を後工程において所望の厚さまで薄型化する方法とがある。しかし、前者の方法のように、融解ガラスを１００μm程度の薄型ガラスを形成することが可能であるが、後工程においてガラス基板を加工する場合に不都合が生じることがある。例えば、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板では、ガラス基板の主表面に機能膜等を形成する工程があり、高温処理や応力がかかる処理が必要であるため、薄型のガラス基板では強度が不足する場合がある。また、後者の方法では主にフッ酸を利用したエッチング処理が適用されているが、エッチングを用いた場合でもエッチング中にガラス基板が破損することが多く、１００μm以下までエッチングすることは困難であった。
【０００４】
そこで、従来技術のなかにはガラス基板の周縁にリブを設けることによってガラス基板の強度を確保したうえでエッチングを行うことで、ガラス基板を１００μm以下まで薄型化する技術があった（例えば特許文献１。）。この技術を用いれば、ガラス基板全体が薄型化されたとしても、リブに厚みがあることでガラス基板の全体の強度を保つことが可能になり、エッチングの最中や取扱いの際にもガラス基板が割れるおそれが少なくなるとされていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１７３８６９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、従来技術ではガラス基板を薄型化するために周縁部にマスクを形成し、薄型化が完了した後に、ガラス基板からマスクを除去する必要があった。このように、薄型ガラス基板を製造するには必要な工程数を増やさなければならず、その結果ガラス基板が破損するおそれが高かった。また、ガラス基板を立てた状態で保持したままエッチング装置に投入するため、ガラス基板が撓みやすく、破損の原因になっていた。さらに、実質的にはガラス基板の全ての周縁をマスクで保護しなければ、ガラス基板を保持することが難しかった。そして、その場合、形成された４辺のリブを後工程にて除去することが困難になることがあった。以上の通り、ガラス基板を１００μm以下まで薄型化するためには煩雑な作業が必要であり、作業が煩雑になるにつれて、ガラス基板が破損するおそれが高くなっていた。
【０００７】
本発明の目的は、上記の問題点を解決し、簡易な方法で１００μm以下までエッチングされた薄型ガラス基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る薄型ガラス基板の製造方法は、基板保護ステップとエッチングステップと分離ステップとを含んでいる。基板保護ステップでは、耐エッチング性を有し、少なくともガラス基板の周縁の一部を下から支持する搬送補助体にガラス基板をセットする。前述のように、ガラス基板が１００μm以下まで薄型化されると、自重により撓んでしまうことがあり、ガラス基板の破損や不均一なエッチングの原因となってしまう。搬送補助体によりガラス基板を下から支持することでエッチング処理により薄型化されたガラス基板の撓みを効果的に支持することができる。
【０００９】
エッチングステップでは、ガラス基板がセットされた搬送補助体を水平方向に搬送しつつ、少なくとも上または下方向からエッチング液をスプレーすることによりガラス基板を薄型化する。本発明では、搬送補助体によって支持された状態でガラス基板が搬送されているため、ガラス基板が薄型化されて撓んできた場合でも、搬送補助体により支持される。また、ガラス基板を水平方向に搬送することで、立てた状態と比較して安定した搬送が可能になる。分離ステップでは、所望量以上薄型化された後に搬送補助体とガラス基板とを分離する。搬送補助体によってガラス基板の周縁はエッチング液から保護されているため、完全には薄型化されず、ある程度の厚みを有しているため、エッチング後の後工程においても取扱いが容易になる。
【００１０】
また、ガラス基板を支持する場合は、搬送方向に対して先端側の周縁の一部を支持することが好ましい。ガラス基板が搬送されながら薄型化されていくと、自重とエッチング液の噴射により撓んでくるが、特に搬送方向に対して先端側の撓みがガラス基板の破損につながりやすいことが出願人の研究によって判明している。このため、ガラス基板の先端側の周縁を搬送補助体で支持することによって、より高品質なエッチングをすることが可能になる。
【００１１】
また、搬送補助体は凹部を有していることが好ましい。この凹部にガラス基板をセットすることで、エッチング処理中にガラス基板が安定するため、搬送補助体とガラス基板とが分離しにくくなる。また、必要に応じて、耐酸性テープ等でガラス基板を接着することも可能である。耐酸性テープは、分離ステップにおいて、エタノール等を利用して容易に剥がすことができるので、ガラス基板が破損するおそれが少ない。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、搬送補助体でガラス基板を支持しながらエッチングすることによって、１００μm以下まで簡易に薄型化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に薄型ガラス基板の概略を示す図である。
【図２】基板保護ステップについて示す図である。
【図３】エッチング装置の概略側面図である。
【図４】エッチングステップにおけるガラス基板の搬送方法について示す図である。
【図５】ガラス基板のエッチングについて示す図である。
【図６】凹部を有する搬送補助体を示す図である。
【図７】複数辺でガラス基板を支持する搬送補助体を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係るガラス基板１０を示す図である。ガラス基板１０は、１００μm以下までエッチングされた主面部１２と、ガラス基板１０の少なくとも一辺の全域において、２００μm以上の厚みを有する周縁部１４を備えている。実際に製品として利用する領域は、主面部１２である。周辺部１４は適宜除去されるため、周縁部１４が厚みを有していても不都合はない。むしろ、加工処理中は周縁部１４の厚みがあることにより、ガラス基板１０を容易に取り扱うことが可能である。本実施形態では、周縁部１４はガラス基板１０の一辺にしか形成されていないが、周縁部１４は、一辺に限定されず、複数の辺に周縁部１４を設けることも可能である。
【００１５】
ここから、図２〜図５を用いてガラス基板１０の製造方法を説明していく。ガラス基板１０の製造方法は、基板保護ステップとエッチングステップと分離ステップとを含んでいる。図２（Ａ）および図２（Ｂ）を用いて、基板保護ステップについて説明する。基板保護ステップでは、ガラス基板１０の周縁の一部を下から支持するように少なくとも耐酸性を有する搬送補助体１６にセットする。搬送補助体１６は、板状を呈する基板であり、ガラス基板とともにエッチング処理されても薄型化されないように構成される。本発明において、セットするとは、図２（A）に示すように、ガラス基板１０の周縁の一部を搬送補助体１６上に配置することをいう。ガラス基板のエッチングは、少なくともフッ酸を含むエッチング液を用いてエッチングするため、搬送補助体１６は、少なくともフッ酸に対する耐性を備えている必要がある。フッ酸に対する耐性を有する素材としては、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂等を使用することができる。また、搬送中にも撓まない程度の剛性をもつ基板に耐酸性フィルムや耐酸性シート等で被膜が形成されたものを使用することも可能である。
【００１６】
ガラス基板１０を搬送補助体１６にセットする場合、ガラス基板１０の大きさや板厚等によって重ねる幅を調整する。通常、５mm〜２０mm程度の幅で重ね合わせることで安定したエッチング処理を行うことができる。また、重ね合わせる面積が十分に確保できない場合、エッチング処理時に搬送補助体１６からガラス基板１０がずれてしまうのを防止するために、耐酸性保護剤でガラス基板１０と搬送補助体１６を固定することが好ましい。本実施形態では、図２（B）に示すように、耐酸性テープ１８によってガラス基板１０と搬送補助体１６を固定している。さらに、耐酸性テープ１８と搬送補助体１６によって、ガラス基板１０の周縁を保護するので、周縁部１４はエッチング液に触れることなく厚みを保ち、ガラス基板１０の強度を向上させることも可能になる。また、耐酸性保護剤は、少なくとも耐酸性を有しており、ガラス基板１０と搬送補助体１６を固定することができるものであれば限定されず、耐酸性のホットメルトや耐酸性フィルム等を利用することも可能である。
【００１７】
続いて、図３〜図５を用いてエッチングステップについて説明する。図３は、本実施形態で使用する枚葉式エッチング装置２０を示す図である。エッチング装置２０は、複数の搬送ローラ２２および複数のスプレーノズル２４を備えている。エッチングステップでは、ガラス基板１０および搬送補助体１６を複数の搬送ローラ２２によって搬送しながら、上下方向に備えられた複数のスプレーノズル２４によってエッチング液を噴射することによってガラス基板１０を薄型化するように構成される。ガラス基板１０および搬送補助体１６は、搬入口２６からエッチング装置２０に投入され、所望量以上に薄型化された後に、搬出口２８から搬出される。なお、一回の処理で所望量の薄型化が難しい場合、エッチング処理を複数回行うことも可能である。
【００１８】
図４は、搬送ローラ２２によってガラス基板１０および搬送補助体１６を搬送時の様子を示した図である。本実施形態では、複数の搬送ローラ２２によって搬送補助体１６とガラス基板１０を水平方向に搬送する。ここでは、図中の矢印に示すように紙面右方向から左方向へ搬送するように構成されている。ガラス基板１０が１００μm以下までエッチングされると、ガラス基板の自重とエッチング液の衝撃により、ガラス基板１０の周縁が撓んでしまうことがある。ガラス基板１０が撓んでくると、破損の原因になったり、ガラス基板１０が搬送ローラ２２の間から落下したりすることがある。本発明では、搬送補助体１６がガラス基板１０を下から支持しているため、ガラス基板１０が撓むのを防止することが可能になる。
【００１９】
また、ガラス基板１０と搬送補助体１６を搬送する際は、搬送方向に対して搬送補助体１６が搬送方向に対して先端側になるように配置することが好ましい。ガラス基板１０が搬送ローラ２２の間から落下する現象は、特に、搬送方向に対して先端側の周縁が撓んだ状態のままガラス基板１０が搬送されることによって発生し易いことが出願人の研究によって判明している。このため、ガラス基板１０の先端側の周縁を搬送補助体１６にセットし、搬送補助体１６が搬送方向に対して先端側になるように配置することによって、先端側の周縁の撓みを防止することができる。
【００２０】
本発明では、搬送ローラ２２によってガラス基板１０が水平方向に搬送されているため、少なくともガラス基板１０が撓み始める周縁を保持するだけで、１００μm以下までエッチングすることが可能になる。ガラス基板を立てた状態でエッチングする場合と比較すると、ガラス基板１０を支持する面積を減少させることができるので、製品として利用可能な面積を拡大することが可能になる。また、水平方向に搬送することで、より大型のガラス基板を処理することも可能になる。ガラス基板を立てた状態では、基板サイズが大きくなると搬送時のわずかな衝撃でもガラス基板が撓んでしまい、割れるおそれがあったため、実質的に処理可能なガラス基板のサイズが限定されていた。
【００２１】
搬送補助体１６によって支持されたガラス基板１０は、図５に示すように紙面右方向から左方向へ搬送されながら、上下方向に設置された複数のスプレーノズル２４からエッチング液が噴射されることで薄型化される。本実施形態では、上下方向からエッチング液を噴射しているが、上方向または下方向のどちらか一方からのみエッチング液を噴射することも可能である。エッチングには、少なくともフッ酸を含むエッチング液が使用される。スプレーノズル２４は、必要に応じて揺動し、ガラス基板１０に均一にエッチング液が接触するように構成される。本実施形態では、被処理ガラス基板の板厚は、０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度であることが好ましい。この程度の厚みがあれば、ディスプレイ等に使用される各種機能膜を形成することが可能である。また、板厚が２ｍｍを超えるガラス基板を１００μm以下までエッチングすることは経済的ではない。ガラス基板１０は、耐酸性テープ１８により固定されているため、エッチング処理中も搬送補助体１６から外れることはない。
【００２２】
このように、本発明では搬送ローラ２２と搬送補助体１６でガラス基板１０を水平に搬送しつつ保持する構成により、ガラス基板１０を１００μm以下までエッチングすることが可能になる。さらに、本発明ではエッチングの際に治具を使用しないため、ガラス基板１０が破損するおそれのあるような治具の着脱等の作業も必要なくなる。また、本発明では必要に応じて５０μm程度まで薄型化することが可能である。ガラス基板１０の板厚が５０μm未満になるとエッチング処理中にもガラス基板が破損する確率が高くなるだけでなく、ガラス基板の取扱いも非常に難しくなるため、効率的な作業が難しい。
【００２３】
ガラス基板１０が所望量以上薄型化されると、適宜水洗等をしてエッチング液を洗い流した後にガラス基板１０と搬送補助体１６を分離する。本実施形態では、耐酸性テープ１８でガラス基板１０と搬送補助体１６が貼り付けられているが、エタノールを利用することで容易に取り外すことができる。耐酸性テープ１８を剥がせば、搬送補助体１６はガラス基板１０を下側から支持しているだけなので、容易に分離することが可能である。このように簡易な方法でガラス基板１０を分離することができるため、エッチング後においてもガラス基板１０が割れるおそれが少なくなる。
【００２４】
搬送補助体１６で支持していた領域が図１で示した周縁部１４に相当し、主面部１２よりも厚くなるが、ガラス基板１０において製品に利用される領域は主面部１２のみなので、周縁部１４は品質に影響を及ぼすことはない。また、必要に応じて後工程において、周縁部１４を除去することも可能である。周縁部１４を除去する手段としては、スクライブ処理、ブラスト処理、ケミカル処理またはレーザ装置等を利用することができる。主面部１２の板厚が１００μm以下まで薄型化されるため、レーザ装置を用いるとガラス基板１０への負担を軽減することができる。使用可能なレーザ装置は特に限定されないが、ピコレーザ等を使用することが可能である。
【００２５】
ここから、搬送補助体１６の別の実施形態について、図６および図７を用いて説明する。図６（A）および図６（B）は、別の実施形態である搬送補助体１６２を示す図である。搬送補助体１６２は、ガラス基板１０をセットするための凹部３０を有している。凹部３０にガラス基板１０をセットすることで耐酸性テープ等を用いて固定しなくても安定するため、作業工程を増やさずにエッチングを行うことができる。凹部３０は、ガラス基板１０がエッチング中に滑らないように、摩擦係数の大きなフッ素ゴム等を使用することが好ましい。
【００２６】
また、本発明はガラス基板１０の複数辺で周縁部を支持してもよい。図７（A）、図７（B）および図７（C）に示すような搬送補助体１６３を利用すれば、ガラス基板１０を複数辺で支持することできる。複数の辺を支持することによってガラス基板１０が安定するため、より薄型のガラス基板を製造する場合には、このような搬送補助体１６３を使用することが適している。図７（A）では、搬送補助体１６３の長手方向に凹部３０を設けており、ガラス基板を２辺で支持することができる。図７（B）では、搬送補助体１６３の長手方向と短手方向の１辺に凹部３０が形成されている。図７（C）は、４辺全てを支持するように凹部３０が形成されている。なお、周縁部１４の除去の容易化を考慮すると、図７（C）の構成よりは図７（A）および図７（B）の構成のほうが好ましい。このような搬送補助体１６３を使用する場合においても、ガラス基板の搬送方向に対して先端側になる周縁の少なくとも一部を支持することが好ましい。先端側の一部を支持することで、ガラス基板が落下するのを防止することが可能になる。また、本発明はガラス基板の形状も限定されず、楕円形等の異型ガラス基板も薄型化させることも可能である。
【００２７】
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】
【００２８】
１０‐ガラス基板
１２‐主面部
１４‐周縁部
１６‐搬送補助体
１８‐耐酸性テープ
２０‐エッチング装置
２２‐搬送ローラ
２４‐スプレーノズル
２６‐搬入口
２８‐搬出口
３０‐凹部
【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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【図７】
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