JP2017031028A - ガラスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】湾曲形状を得るための金型や、ガラスを溶融させるための加熱が不要でかつ、加工精度よく、安価で大量生産できる湾曲形状を有するガラスの製造方法を提供する。
【解決手段】切断用パターンに対応する切断用凹部をエッチングによってマザーガラス２１の両面に凹部を形成するパターン形成工程と、マザーガラス２１の他方面２ｂの化学強化層３Ｂをエッチングによって薄化する強化層薄化工程と、一方面２ａ側における化学強化層３Ａと他方面２ｂ側における化学強化層３Ａとの厚み差によって生じる内部応力差を利用して湾曲させる工程と、切断用凹部に沿ってマザーガラスを２１切断し、複数の湾曲したガラスを得る切断工程を有する、湾曲形状を有するガラスの製造方法。
【選択図】図１１

Description

本発明は、ガラスの製造方法に関する。

従来、携帯端末等にタッチパネル式ディスプレイが広く用いられている。一般的なタッチパネル式ディスプレイは、液晶パネル等の表示装置と、表示装置上に積層されたタッチパネルと、タッチパネル上に積層されたカバーガラスとを有しており、カバーガラスが外表面に露出するように携帯端末等に搭載されている。タッチパネルは、透明ガラス基板の少なくとも一方面上にタッチセンサを構成する電極配線が形成されたものである。このようなタッチパネルの製造方法として、特許文献１には、透明ガラス基板用のマザー基板の一方面上に複数のタッチパネル用の電極配線を形成した後にマザー基板を切断し、複数のタッチパネルを得る製造方法が開示されている。

近年では、スマートフォン、或いは身体に装着可能なウェアラブル端末などへの適用のため、例えば顔や腕などにフィットするような湾曲形状を有するガラスが求められる場合がある。湾曲形状を有するガラスの製造方法としては、例えば特許文献２，３に記載の製造方法がある。これらの製造方法では、金型に溶融ガラスを流し込むことによって、所望の湾曲形状をなすカバーガラスを成型している。

特開２００８−３３７７７号公報 特開２０１３−２１８１６１号公報 特開２０１４−９１６５５号公報

上述した特許文献１で開示されている製造方法では、平坦なガラスは得られるが、湾曲形状を有するガラスの製造は困難である。また、特許文献２，３で開示されている製造方法では、ガラスを大量生産するにあたって金型を大量に用意する必要がある。また、ガラスを１０００℃程度まで加熱して溶融させるため、エネルギー消費も看過できないものとなる。

また、ガラスには、表面の傷及び破損防止のための化学強化処理が施される。化学強化処理とは、例えばガラスを３５０℃〜４００℃で溶融した硝酸カリウムに浸漬し、ガラス組成成分中のナトリウムイオンをカリウムイオンで置換し、ガラス表層に圧縮層を形成する処理である。特許文献２に開示されている製造方法では、明示はされていないが、成型後に個片状態のガラスに化学強化処理する必要があり、生産性の確保が困難であった。

本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、湾曲形状を有するガラスを安価で大量生産できるガラスの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題の解決のため、本発明の一側面に係るガラスの製造方法は、両面に化学強化層が形成された板状のマザーガラスの両面にレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、レジスト膜を部分的に除去し、マザーガラスを複数のガラス部に区画する区画線に沿って、マザーガラスの両面を部分的に露出させる切断用パターンを形成するパターン形成工程と、切断用パターンに対応する切断用凹部をエッチングによってマザーガラスの両面に形成する凹部形成工程と、切断用凹部を形成したマザーガラスからレジスト膜を除去するレジスト除去工程と、レジスト膜を除去したマザーガラスの一方面に保護層を形成する保護層形成工程と、保護層が形成されていないマザーガラスの他方面の化学強化層をエッチングにより薄化する強化層薄化工程と、切断用凹部に沿ってマザーガラスを切断し、複数の湾曲したガラスを得る切断工程と、を備える。

このガラスの製造方法では、強化層薄化工程においてマザーガラスの他方面の化学強化層を薄化することにより、一方面側における化学強化層と他方面側における化学強化層との厚み差によって生じる内部応力差を利用して湾曲したガラスを得る。このような手法によれば、湾曲形状を得るための金型や、ガラスを溶融させるための加熱は不要となり、湾曲形状をなすガラスを安価で大量生産することが可能となる。また、エッチングによって化学強化層の薄化を行うので、化学強化層の加工精度が十分に確保され、歩留まりの向上も図られる。さらに、このガラスの製造方法では、化学強化層を薄化した時点では複数のガラス部の一体性が保たれており、切断用凹部に沿ってマザーガラスを切断した時点でガラス部が湾曲する。このため、切断工程までのマザーガラスのハンドリング性を確保できる。

また、凹部形成工程において、エッチング剤にマザーガラスの両面を晒して切断用凹部を形成してもよい。この場合、切断用凹部を好適に形成できる。

また、凹部形成工程において、砥石を含有する気流にマザーガラスの両面を晒して切断用凹部を形成してもよい。この場合、切断用凹部を好適に形成できる。

また、レジスト膜形成工程において、感光性レジストを用いてレジスト膜をマザーガラスの両面に設けてもよい。この場合、レジスト膜の膜厚の均一化が図られる。また、液状レジストを用いてレジスト膜を形成する場合に比べ、感光性フィルムを用いる場合には厚いレジスト膜を形成し易いという利点がある。レジスト膜を厚くすることで、エッチング剤の浸透が抑制され、エッチング剤による損傷を防止できる。

また、切断工程において、マザーガラスの一方面上に保護層を形成する一方で、他方面上に切断用のレジスト膜を形成し、切断用のレジスト膜のうち切断用凹部に対応する部分を除去し、他方面側からのエッチングによって切断用凹部に沿ってマザーガラスを切断した後、切断用のレジスト膜及び保護層を除去してもよい。切断工程においてエッチングを行うことにより、刃物等を用いて切断を行う場合に比べてマザーガラスに生じる応力が抑制される。したがって、マザーガラスから得られるガラスが損傷することを抑制できる。また、マザーガラスの一方面に保護層が形成される一方で、エッチングが他方面側から行われる。このため、切断用凹部に対応する部分を除去する処理を保護層に施す必要がなく、マザーガラスの一方面全体が保護層によってしっかりと保護される。さらに、切断用凹部の形成によって切断対象部分の厚さが小さくなっているため、マザーガラスを短時間のエッチングで切断できる。

切断工程において、感光性レジストを用いて切断用のレジスト膜をマザーガラスの他方面に形成してもよい。この場合、レジスト膜の膜厚の均一化が図られる。また、液状レジストを用いてレジスト膜を形成する場合に比べ、切断用凹部内への樹脂組成物の侵入を抑制できる。したがって、切断用のレジスト膜のうち、切断用凹部に対応する部分を容易に除去できる。

また、切断工程において、保護層の除去前に切断用のレジスト膜を除去してもよい。この場合、切断用のレジスト膜を除去するための溶解剤が一方面に付着してしまうことを防止できる。

また、切断工程において、エッチング剤にマザーガラスの他方面を晒してマザーガラスの切断を行ってもよい。この場合、マザーガラスの切断を精度良く実施できる。

また、凹部形成工程と切断工程との間に、マザーガラスの一方面に加飾膜を形成する加飾膜形成工程と、マザーガラスの一方面にガラス部に対応するタッチパネル回路を形成する回路形成工程と、を備えていてもよい。これにより、カバーガラス一体型タッチパネルを得ることが可能となる。

本発明によれば、湾曲形状をなすガラスを安価で大量生産できる。

本発明に係るガラスの製造方法の一実施形態を用いて製造されるカバーガラス一体型タッチパネルを示す平面図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図１及び図２に示したカバーガラス一体型タッチパネルの製造方法を示す断面図である。 図３の後続の工程を示す断面図である。 図４の平面図である。 図４の後続の工程を示す断面図である。 図６の後続の工程を示す断面図である。 図７の平面図である。 図７の後続の工程を示す断面図である。 図９の平面図である。 図９の後続の工程を示す断面図である。 図１１の後続の工程を示す断面図である。 図１２の後続の工程を示す断面図である。 図１３の後続の工程を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の一側面に係るガラスの製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明を省略する。なお、本明細書においては、カバーガラス一体型タッチパネルの製造方法を主に用いて説明するが、カバーガラス以外の湾曲形状をなすガラスの製造方法であってもよい。
［カバーガラス一体型タッチパネルの構成］

図１は、本発明に係るガラスの製造方法の一実施形態を用いて製造されるカバーガラス一体型タッチパネルを示す平面図である。また、図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。図１及び図２に示すように、カバーガラス一体型タッチパネル１１は、カバーガラス１と、カバーガラス１の一方面２ａに形成されたタッチパネル回路１２と、タッチパネル回路１２を囲むように一方面２ａに形成された加飾膜１３と、加飾膜１３上に形成された周辺回路１４とを備えている。カバーガラス１の一方の短辺側には、搭載先の端末のスピーカ或いはマイクに対応する帯状の孔１ａが形成されている（図２参照）。

カバーガラス１は、板状のガラス本体部２を有している。ガラス本体部２の平面形状は、特に制限はないが、例えば略長方形状をなしている。長辺の長さは、例えば５０ｍｍ〜５００ｍｍ、短辺の長さは、例えば３０ｍｍ〜３００ｍｍとなっている。また、ガラス本体部２の板厚は、例えば１．５ｍｍ以下、より好ましくは１．０ｍｍ以下、更に好ましくは０．８ｍｍ以下となっている。

タッチパネル回路１２は、タッチセンサを構成する回路であり、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透明な導電性材料によって形成されている。加飾膜１３は、カバーガラス１の一方面２ａ上において、タッチパネル回路１２の外縁とカバーガラス１の外縁との間の領域に形成された不透明な膜である。加飾膜１３は、カバーガラス１の他方面２ｂ側からガラス本体部２を通して視認可能となっている。加飾膜１３は、搭載先の端末のデザインに合わせて様々な色に着色可能である。

加飾膜１３の代表的な色としては、例えば黒色及び白色が挙げられる。加飾膜１３の厚みは、例えば１μｍ〜１００μｍとなっている。加飾膜１３についても、カバーガラス１の孔１ａに対応する開口１３ａが形成されている。加飾膜１３の好ましい材料としては、例えば黒色顔料を含むアクリル系樹脂組成物、金属酸化物を含む低融点ガラス等が挙げられる。

周辺回路１４は、タッチパネル回路１２に対する電力の供給や信号の送受信を行うための回路である。周辺回路１４は、例えば銀、銅、アルミニウム等の金属材料により、加飾膜１３上に形成されている。周辺回路１４は、不透明な加飾膜１３上に形成されているため、カバーガラス１の他方面２ｂ側からは視認されないようになっている。なお、上記のタッチパネル回路１２、加飾膜１３、及び周辺回路１４には、オーバコートを形成してもよい。オーバコートを形成することにより、薬液や他物質との接触に起因してタッチパネル回路１２、加飾膜１３、及び周辺回路１４に傷が付くことを防止できる。

以上のようなカバーガラス一体型タッチパネル１１は、他方面２ｂ側が露出した状態で端末等に搭載される。カバーガラス一体型タッチパネル１１の一方面２ａ側は、端末の内部で表示装置に対して貼り付けられる。端末のユーザは、カバーガラス一体型タッチパネル１１を通して表示装置の表示内容を視認できる。

また、端末のユーザは、表示装置によって表示されている図柄等に触れる感覚でカバーガラス一体型タッチパネル１１に触れることができる。ユーザの指がカバーガラス一体型タッチパネル１１に接触すると、その接触状態がタッチパネル回路１２によって検出される。タッチパネル回路１２によって検出された接触状態に応じて端末を動作させることで、タッチ操作による端末の操作が実行される。

また、カバーガラス一体型タッチパネル１１は、図２に示すように、全体として緩やかな湾曲形状をなし、例えば人体の顔や腕などウェアラブル端末の装着箇所の形状にフィットするようになっている。この湾曲形状は、カバーガラス１のガラス本体部２の一方面２ａ側に形成された化学強化層３Ａと、他方面２ｂ側に形成された化学強化層３Ｂとの厚み差によって生じる一方面２ａ側と他方面２ｂ側との内部応力差によって形成されている。

ここでは、ガラス本体部２の一方面２ａ側に形成された化学強化層３Ａの厚みが、他方面２ｂ側に形成された化学強化層３Ｂの厚みに比べて半分程度に小さくなっている。これにより、カバーガラス一体型タッチパネル１１は、一方面２ａ側が凸状、他方面２ｂ側が凹状となる湾曲形状をなしている。化学強化層３の薄化は、所望の湾曲度、ガラス本体部２を構成する材料、ガラス本体部２の厚み等に基づいて、元の厚みの１００％未満となる範囲で適宜決定される。
［カバーガラス一体型タッチパネルの製造方法］

続いて、上述したカバーガラス一体型タッチパネル１１の製造方法について説明する。カバーガラス一体型タッチパネル１１の製造に当たっては、まず、図３に示すように、カバーガラス１用のマザーガラス２１を準備し、マザーガラス２１の両面にレジスト膜２２をそれぞれ形成する（レジスト膜形成工程）。

マザーガラス２１は、複数のカバーガラス１を切り出すことが可能なように構成された板状のガラスである。例えば平面視において一辺の長さが５００ｍｍ程度の正方形をなすマザーガラス２１を用いる場合、一枚のマザーガラス２１から１０〜１００枚程度のカバーガラス１を切り出すことが可能である。マザーガラス２１を構成するガラス材料、すなわち、カバーガラス１のガラス本体部２を構成する材料としては、例えばソーダライムガラスが挙げられる。なお、マザーガラス２１の一方面及び他方面は、最終的にカバーガラス１の一方面２ａ及び他方面２ｂとなるため、以下の説明では同一の符号を付す。

マザーガラス２１の一方面２ａには、化学強化層３Ａが形成され、他方面２ｂには、化学強化層３Ｂが形成されている。化学強化層３Ａ，３Ｂは、ガラスに強化処理を施すことによって形成されている。強化処理としては、例えばイオン交換処理が挙げられる。より具体的には、例えば４００℃〜５００℃の硝酸カリウム（ＫＮＯ_３）の溶融塩にガラスを１時間〜１０時間程度浸漬させる。これにより、ガラス結晶中のナトリウムがカリウムに置換され、ガラス結晶の硬度が高められる。

強化処理においては、硝酸カリウム（ＫＮＯ_３）溶融塩の温度、浸漬時間、溶融塩等を変更することで、化学強化層３の厚み（表面からの深さ）を調整できる。化学強化層３の厚みは、例えば１００μｍ以下の範囲で調整される。化学強化層３の形成により、マザーガラス２１の表面には圧縮応力層が形成され、内部には引張応力層が形成される。

なお、この段階では、化学強化層３Ａ，３Ｂは等厚となっている。化学強化層３Ａ，３Ｂの厚みが均等である場合、マザーガラス２１の一方面２ａ側及び他方面２ｂ側に作用する圧縮応力が均等となる。したがって、強化処理後のマザーガラス２１は、平坦形状を維持することとなる。

レジスト膜２２は、樹脂組成物（例えば感光性樹脂組成物）を用いて形成される薄膜である。レジスト膜２２Ａは、マザーガラス２１の一方面２ａ側において化学強化層３Ａ上に形成され、レジスト膜２２Ｂは、他方面２ｂ側において化学強化層３Ｂ上に形成されている。樹脂組成物は、感光性樹脂組成物（「感光性レジスト」とも言える）であることが好ましい。この場合、レジスト膜２２Ａ，２２Ｂは、液状の感光性レジストの塗布、又はフィルム状の感光性レジスト（以下「感光性フィルム」）の貼り付けによって形成される。

膜厚の均一化の観点からは、感光性フィルムを用いることが好ましい。感光性フィルムとしては、（Ａ）バインダーポリマー、（Ｂ）光重合性化合物、及び（Ｃ）光重合開始剤を含む感光性樹脂組成物から形成されるものが挙げられる。

（Ａ）バインダーポリマーは、アルカリ現像性の観点から、カルボキシル基を有するアクリル樹脂であることが好ましい。カルボキシル基を有するアクリル樹脂は、密着性と剥離性の観点から、（メタ）アクリル酸及びアルキル基の炭素数が１〜１０の（メタ）アクリル酸アルキルに由来する構造単位を含む共重合体であることがより好ましい。

（Ａ）バインダーポリマーの重量平均分子量は、耐現像液性の観点から、２０，０００以上であることが好ましい。また、（Ａ）バインダーポリマーの重量平均分子量は、現像時間を短くできる観点から、３００，０００以下であることが好ましく、２５，０００〜１５０，０００であることがより好ましく、３０，０００〜１００，０００であることが特に好ましい。重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定し、標準ポリスチレンを用いた検量線により換算される。ＧＰＣでの測定は、例えば以下の条件で行われる。
ポンプ：日立 Ｌ−６０００型（株式会社日立製作所製）
カラム：Ｇｅｌｐａｃｋ ＧＬ−Ｒ４２０、Ｇｅｌｐａｃｋ ＧＬ−Ｒ４３０、Ｇｅｌｐａｃｋ ＧＬ−Ｒ４４０（計３本：いずれも日立化成株式会社製）
溶離液：テトラヒドロフラン
測定温度：室温（２５℃）
流量：２．０５ｍＬ／分
検出器：日立Ｌ−３３００型ＲＩ（株式会社日立製作所製）

（Ｂ）光重合性化合物としては、トリス（２−（メタ）アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ビス（２−（メタ）アクリロキシエチル）ヒドロキシエチルイソシアヌレート、ビスフェノールＡ系（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメタノール、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジアクリレート、多価アルコールにα，β不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物、グリシジル基含有化合物にα、β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物、ウレタン結合を有する（メタ）アクリレート化合物等のウレタンモノマー、ノニルフェニルジオキシレン（メタ）アクリレート、γクロロ−β−ヒドロキシプロピル−β−（メタ）アクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレート、β−ヒドロキシエチル−β’−（メタ）アクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレート、β−ヒドロキシプロピル−β’−（メタ）アクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレート、（メタ）アクリル酸アルキルエステル、エチレンオキサイド変性ノニルフェニル（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。

多価アルコールにα，β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物としては、例えば、エチレン基の数が２〜１４であるポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレン基の数が２〜１４であるポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンエトキシトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジエトキシトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリエトキシトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンテトラエトキシトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンペンタエトキシトリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、プロピレン基の数が２〜１４であるポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等が挙げられる。剥離性とエッチング剤耐性の観点からは、ビス（２−（メタ）アクリロキシエチル）ヒドロキシエチルイソシアヌレートのような、ヒドロキシル基を有する（メタ）アクリレートを含むことが好ましい。

（Ｃ）光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ’−テトラメチル−４，４’ジアミノベンゾフェノン（ミヒラーケトン）、Ｎ，Ｎ−テトラエチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイド、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド、２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフィンオキサイド系化合物；２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジ（ｍ−メトキシフェニル）イミダゾール二量体等の２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体；ベンジル、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モリホリノフェニル）−１−ブタノン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノ−１−プロパン等が挙げられる。硬化性と現像性の観点から、２，４，５−トリアリールイミダゾール二量体が好ましい。

上記（Ａ）成分の含有量は、（Ａ）成分及び上記（Ｂ）成分の総量１００質量部に対して、４０質量部〜８０質量部の範囲であることが好ましく、４５質量部〜７０質量部であることがより好ましい。（Ｂ）成分の含有量は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の総量１００質量部に対して、２０質量部〜６０質量部の範囲であることが好ましく、３０質量部〜５０質量部であることがより好ましい。上記（Ｃ）成分の含有量は、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の総量１００質量部に対して、０．１質量部〜２０質量部であることが好ましく、０．２質量部〜１０質量部であることがより好ましい。

また、感光性フィルムは、マザーガラス２１との密着性をより向上させるために、３−メタクリロキシポリプロピルトリアルコキシシシラン等のシラン化合物を含むことが好ましい。この場合、シラン化合物の含有量は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分の総量１００質量部に対して、１質量部〜１５質量部であることが好ましく、２質量部〜１２質量部であることがより好ましく、４質量部〜１０質量部であることが更に好ましい。

感光性フィルムは、例えば支持体と、支持体上に形成された感光性樹脂組成物層とを含む。支持体としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル等の重合体フィルムを用いることができる。重合体フィルムの厚みは、１μｍ〜１００μｍ程度とすることが好ましい。支持体上への感光性樹脂組成物層の形成方法に特に制限はないが、感光性樹脂組成物の溶液を塗布、乾燥することにより好ましく実施できる。

塗布される感光性樹脂組成物層の厚みは、用途により異なるが、乾燥後の厚みで１μｍ〜１００μｍ程度であることが好ましい。感光性樹脂組成物の溶液の塗布は、例えばロールコータ、コンマコータ、グラビアコータ、エアーナイフコータ、ダイコータ、バーコータ等の公知の装置を用いて行うことができる。感光性樹脂組成物層の乾燥は、７０℃〜１５０℃、５分〜３０分程度で行うことができる。

また、感光性樹脂組成物層中の残存有機溶剤量は、後の工程での有機溶剤の拡散を防止する点から、２質量％以下とすることが好ましい。支持体として用いられる上記重合体フィルムを保護フィルムとして用い、感光性樹脂組成物層表面を被覆してもよい。保護フィルムとしては、感光性樹脂組成物層と支持体の接着力に比べ、小さい接着力で感光性樹脂組成物層に接着されるものが好ましい。さらに、感光性フィルムは、感光性樹脂組成物層、支持体および任意の保護フィルムの他に、クッション層、接着層、光吸収層、ガスバリア層等の中間層や保護層を有していてもよい。

レジスト膜２２Ａ，２２Ｂの厚さは、エッチング剤の浸透を抑制し易い点で、例えば１０μｍ〜３００μｍであることが好ましく、３０μｍ〜２５０μｍであることがより好ましく、４０μｍ〜２００μｍであることが特に好ましい。レジスト膜２２Ａ，２２Ｂは、液状の樹脂組成物をマザーガラス２１の一方面２ａ及び他方面２ｂに塗布し、乾燥・硬化させることによっても形成できる。上記感光性フィルムは、レジスト膜２２Ａ，２２Ｂの膜厚が１０μｍ以上である場合に特に適している。感光性フィルムを用いることにより、膜厚が１０μｍ以上である場合にも膜厚の均一化を図り易い。

感光性フィルムを用いたレジスト膜２２Ａ，２２Ｂは、例えば以下のようにして形成できる。まず、感光性フィルムをマザーガラス２１上に積層する。積層方法としては、感光性フィルムの感光性樹脂組成物層上に保護フィルムが存在している場合には、保護フィルムを除去しながらマザーガラス２１上に積層する。積層条件としては、例えば感光性樹脂組成物層を７０℃〜１３０℃程度に加熱しながら、０．１ＭＰａ〜１ＭＰａ程度（１ｋｇｆ／ｃｍ^２〜１０ｋｇｆ／ｃｍ^２程度）の圧力を加えて圧着することが挙げられる。なお、減圧下で感光性フィルムを積層することも可能である。

感光性樹脂組成物層の積層後、所定パターンの領域に活性光線を照射して、露光部の感光性樹脂組成物層を光硬化させる。所定パターンの領域に活性光線を照射させる方法としては、フォトマスクを通して所定パターンの領域に活性光線を照射し、露光部の感光性樹脂層を光硬化させる方法がある。フォトマスクは、ネガ型でもポジ型でもよく、一般に用いられているものを使用できる。活性光線の光源としては、公知の光源、たとえば、カーボンアーク灯、水銀蒸気アーク灯、高圧水銀灯、キセノンランプ等の紫外線、可視光などを有効に放射するものが用いられる。また、フォトマスクを用いずに、レーザー直接描画露光を行うこともできる。

露光後に未露光部の感光性樹脂組成物層を現像により選択的に除去することにより、マザーガラス２１上にレジスト膜２２Ａ，２２Ｂが形成される。なお、感光性フィルムに支持体が存在する場合には、現像工程において、現像に先立って支持体を除去する。現像は、アルカリ性水溶液、水系現像液、有機溶剤等の現像液によるウエット現像、或いはドライ現像等によって未露光部を除去することにより行われる。本実施形態では、アルカリ性水溶液が用いられる。

アルカリ性水溶液としては、例えば、０．１質量％〜５質量％の炭酸ナトリウムの希薄溶液、０．１質量％〜５質量％の炭酸カリウムの希薄溶液、０．１質量％〜５質量％の水酸化ナトリウムの希薄溶液等が挙げられる。アルカリ性水溶液のｐＨは、９〜１１の範囲であることが好ましい。アルカリ性水溶液の温度は、感光性樹脂組成物層の現像性に合わせて適宜調節される。また、アルカリ性水溶液中には、表面活性剤、消泡剤、有機溶剤等を混入させてもよい。上記現像の方式としては、例えばディップ方式、スプレー方式、ブラッシング、スラッピング等が挙げられる。必要に応じて６０℃〜２５０℃程度の加熱処理を行い、レジスト膜２２Ａ、２２Ｂをさらに硬化するようにしてもよい。

次に、図４及び図５に示されるように、レジスト膜２２Ａ，２２Ｂを部分的に除去し、切断用パターン２３、孔加工用パターン２４、及びマーカ用パターン２５を形成する（パターン形成工程）。レジスト膜２２Ａ，２２Ｂを部分的に除去し、切断用パターン２３、孔加工用パターン２４、及びマーカ用パターン２５を形成する代表的な手法としては、例えばフォトリソグラフィーが挙げられる。

切断用パターン２３は、マザーガラス２１を複数のカバーガラス部２６に区画する区画線ＰＬに沿ってマザーガラス２１の一方面２ａ及び他方面２ｂを露出させる開口部である。区画線ＰＬは、マザーガラス２１を本体部２１Ａと本体部２１Ａを囲む額部２１Ｂとに区画する外縁部ＰＬ１と、本体部２１Ａを複数のカバーガラス部２６に区画する分割部ＰＬ２とを有している。カバーガラス部２６のそれぞれは、マザーガラス２１の切断後にカバーガラス１となる。

孔加工用パターン２４は、各カバーガラス部２６においてマザーガラス２１の一方面２ａ及び他方面２ｂを部分的に露出させる開口部である。孔加工用パターン２４は、上述したカバーガラス１の孔１ａに対応する位置に形成されている。マーカ用パターン２５は、マザーガラス２１の額部２１Ｂの四隅において、マザーガラス２１の一方面２ａ及び他方面２ｂを部分的に露出させる開口部である。マーカ用パターン２５は、平面視で十字形状を呈している。マーカ用パターン２５は、一方面２ａ及び他方面２ｂの一方側のみに形成されていてもよい。すなわち、マーカ用パターン２５は、マザーガラス２１の一方面２ａ及び他方面２ｂの一方のみを部分的に露出させる開口部であってもよい。

次に、図６に示されるように、切断用パターン２３に対応する切断用凹部２７をエッチングによりマザーガラス２１の一方面２ａ及び他方面２ｂに形成する（凹部形成工程）。また、切断用凹部２７の形成と同時に、孔加工用パターン２４に対応する孔加工用凹部２８、及びマーカ用パターン２５に対応するマーカ用凹部２９をエッチングによりマザーガラス２１の一方面２ａ及び他方面２ｂに形成する（図８参照）。

切断用凹部２７、孔加工用凹部２８及びマーカ用凹部２９の深さは、化学強化層３の厚み以上であることが好ましい。切断用凹部２７、孔加工用凹部２８、及びマーカ用凹部２９を形成するためのエッチングとしては、例えば液状のエッチング剤にワークを晒すウェットエッチングや、反応性の気体、イオン、ラジカル等にワークを晒すドライエッチング等が挙げられる。また、砥粒を含有する気流にワークを晒すサンドブラスト等（以下、「砥粒によるエッチング」と記す）もエッチングに含まれるものとする。

エッチングの効率性の観点からは、ウェットエッチングを用いることが好ましい。ウェットエッチング用の好ましいエッチング剤としては、例えばフッ酸１０質量％〜２０質量％、及び塩酸若しくは硫酸５質量％〜２０質量％を含む水溶液等が挙げられる。また、エッチング剤をワークに対して噴霧することが好ましい。

次に、図７及び図８に示すように、切断用凹部２７を形成したマザーガラス２１からレジスト膜２２Ａ，２２Ｂを除去する（レジスト除去工程）。レジスト膜２２Ａ，２２Ｂの除去には、例えば剥離液が用いられる。剥離液としては、例えば水酸化ナトリウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等を溶媒に溶かした強アルカリ液が挙げられる。マザーガラス２１の一方面２ａ及び他方面２ｂからレジスト膜２２Ａ，２２Ｂを効率良く除去するため、マザーガラス２１全体を剥離液に晒すことが好ましい。

レジスト膜２２Ａ，２２Ｂを除去した後、図９及び図１０に示すように、各カバーガラス部２６の一方面２ａ上に、タッチパネル回路１２、加飾膜１３、及び周辺回路１４をそれぞれ形成する（回路形成工程、加飾膜形成工程）。タッチパネル回路１２、加飾膜１３、及び周辺回路１４のそれぞれの形成工程に用いられる代表的な手法としては、フォトリソグラフィーが挙げられる。

タッチパネル回路１２、加飾膜１３、及び周辺回路１４のそれぞれの形成工程では、マーカ用凹部２９を位置決めの基準として用いる。カバーガラス部２６同士を区画する切断用凹部２７と共に形成されたマーカ用凹部２９を位置決めの基準として用いることで、タッチパネル回路１２、加飾膜１３、及び周辺回路１４を各カバーガラス部２６に対して高精度に位置合わせできる。また、タッチパネル回路１２、加飾膜１３、及び周辺回路１４の位置決めに共通のマーカ用凹部２９を用いることで、タッチパネル回路１２、加飾膜１３、及び周辺回路１４を互いに高精度に位置合わせできる。

なお、上記のタッチパネル回路１２、加飾膜１３、及び周辺回路１４には、オーバコートを形成してもよい（オーバコート形成工程）。オーバコートを形成することにより、薬液や他物質との接触に起因してタッチパネル回路１２、加飾膜１３、及び周辺回路１４に傷が付くことを防止できる。カバーガラス一体型タッチパネル１１ではなく、タッチパネル回路１２、加飾膜１３、及び周辺回路１４の無いカバーガラス単体を製造する場合には、回路形成工程及び加飾膜形成工程を省略できる。

次に、図１１に示すように、レジスト膜２２Ａ，２２Ｂを除去したマザーガラス２１の一方面２ａに保護層を形成する（保護層形成工程）。ここでは、保護層の形成に保護フィルム４を用いる。保護フィルム４は、例えばフィルム支持体５の一面側に粘着層６が一体に形成されたフィルムである。フィルム支持体５は、後続の工程で用いるエッチング剤及びレジスト膜の剥離液に対して耐性を有する材料からなることが好ましい。このような材料としては、例えばポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリエステルフィルム等が挙げられる。これらの材料の中でもポリプロピレンフィルムを用いることが特に好ましい。これらの材料からなるフィルム支持体５を単独で用いてもよく、２種以上を積層してもよい。

粘着層６についても、後続の工程で用いるエッチング剤及びレジスト膜の剥離液に対して耐性を有する材料からなることが好ましい。このような材料としては、例えばポリエステル樹脂、ゴム系樹脂等が挙げられる。また、アクリル系粘着剤を用いることがより好ましい。これらの材料を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。保護フィルム４の厚さは、例えば１０μｍ〜２００μｍであることが好ましく、１５μｍ〜１００μｍであることがより好ましい。

また、保護フィルム４は、強化層薄化工程後にマザーガラス２１から容易に剥離することが好ましい。良好な剥離性が得られる粘着層６としては、例えば加熱処理によって粘着力が低下する粘着層、或いは露光処理によって粘着力が低下する粘着層が挙げられる。これらの中でも、露光処理によって粘着力が低下する粘着層を用いることがより好ましい。

保護フィルム４を一方面２ａ側に固定した後、図１１に示すように、保護フィルム４が固定されていない他方面２ｂ側の化学強化層３Ｂをエッチングによって薄化する（強化層薄化工程）。化学強化層３Ｂの薄化は、所望の湾曲度、マザーガラス２１を構成する材料、マザーガラス２１の厚み等に基づいて、元の厚みの１００％未満となる範囲で適宜決定される。

本実施形態では、例えば化学強化層３Ｂを元の厚みの５０％まで薄化する。これにより、化学強化層３Ａ，３Ｂの厚みに差が生じ、マザーガラス２１の一方面２ａ側及び他方面２ｂ側に作用する圧縮応力のバランスが崩れる。そして、各カバーガラス部２６には、一方面２ａ側が凸状、他方面２ｂ側が凹状となるような内部応力が作用する。なお、この強化層薄化工程を実施した時点では、カバーガラス部２６同士が切断用凹部２７によって繋がった状態となっている。したがって、内部応力による各カバーガラス部２６の変形は抑えられており、マザーガラス２１全体が反ることはない。

化学強化層３のエッチングは、例えばワークを液状のエッチング剤に晒すウェットエッチングを用いてもよく、ワークを反応性気体、イオン、ラジカル等に晒すドライエッチングを用いてもよい。また、例えば砥粒を含有する気流にワークを晒すサンドブラスト（砥粒によるエッチング）等を用いてもよい。

エッチングの効率性の観点からは、ウェットエッチングを用いることが好ましい。ウェットエッチングに用いるエッチング剤としては、例えばフッ酸１０質量％〜２０質量％、及び塩酸若しくは硫酸５質量％〜２０質量％を含む水溶液が挙げられる。また、ウェットエッチングでは、エッチング剤をワークに対して噴霧することが好ましい。

次に、切断用凹部２７に沿ってマザーガラス２１を切断し、複数のカバーガラスに分割する（切断工程）。切断工程では、まず、マザーガラス２１の他方面２ｂに切断用のレジスト膜３０を形成する。次に、図１２に示すように、切断用のレジスト膜３０のうち、切断用凹部２７及び孔加工用凹部２８に対応する部分を除去する。切断用のレジスト膜３０の形成には、レジスト膜２２Ａ，２２Ｂと同様の樹脂組成物を用いることができる。切断用のレジスト膜３０の厚さは、例えば１０μｍ〜３００μｍであることが好ましく、３０μｍ〜２５０μｍであることがより好ましく、４０μｍ〜２００μｍであることが特に好ましい。

切断用のレジスト膜３０は、レジスト膜２２Ａ，２２Ｂを形成する手法と同様の手法を用いて形成できる。予めフィルム状に成形された樹脂組成物を貼付することによって切断用のレジスト膜３０を形成する場合には、膜厚が均一な切断用のレジスト膜３０を効率よく形成することができる。この場合、液状の樹脂組成物を他方面２ｂに塗布して切断用のレジスト膜３０を形成する場合に比べ、切断用凹部２７内への樹脂組成物の侵入を抑制できる。これにより、切断用のレジスト膜３０のうち、切断用凹部２７等に対応する部分を容易に除去できる。切断用のレジスト膜３０の部分的な除去を行う代表的な手法としては、フォトリソグラフィーが挙げられる。

次に、マザーガラス２１の他方面２ｂ側からエッチングを行い、図１３に示すように、切断用凹部２７に沿ってマザーガラス２１を切断し、マザーガラス２１を額部２１Ｂと複数のカバーガラス部２６とに分割する。また、各孔加工用凹部２８の範囲内に孔１ａを形成する。エッチングには、上述したウェットエッチング、ドライエッチング、及び砥粒によるエッチングを用いることができる。切断工程では、他方面２ｂ側の切断用凹部２７及び孔加工用凹部２８をエッチング剤等に晒すことで、マザーガラス２１の切断と孔１ａの加工とを同時進行で実施する。この時点で、切断された個々のカバーガラス部２６が湾曲した形状となる。

マザーガラス２１を切断した後、図１４に示すように、額部２１Ｂ及びカバーガラス部２６から切断用のレジスト膜３０を除去する。切断用のレジスト膜３０は、レジスト膜２２Ａ，２２Ｂと同様に、剥離液に樹脂組成物を溶解させることにより除去することができる。次に、複数のカバーガラス部２６から額部２１Ｂ及び保護フィルム４を除去する。この際、保護フィルム４の粘着層６に熱又は紫外線等のエネルギー線を照射して粘着剤の硬化を促進し、保護フィルム４と各カバーガラス部２６との剥離性を向上させることが好ましい。

保護フィルム４から離れて個片化した各カバーガラス部２６は、図１及び図２に示したカバーガラス一体型タッチパネル１１のカバーガラス１となる。最後に、カバーガラス１の外縁を研磨し、切断面を平滑化することにより、湾曲形状をなす複数のカバーガラス一体型タッチパネル１１が得られる。
［作用効果］

以上説明したように、このガラスの製造方法では、強化層薄化工程においてマザーガラス２１の他方面２ｂの化学強化層３Ｂを薄化することにより、一方面２ａ側における化学強化層３Ａと他方面２ｂ側における化学強化層３Ｂとの厚み差によって生じる内部応力差を利用して湾曲したカバーガラス一体型タッチパネル１１を得る。このような手法によれば、湾曲形状を得るための金型や、ガラスを溶融させるための加熱は不要となり、湾曲形状をなすカバーガラス一体型タッチパネル１１を安価で大量生産することが可能となる。

また、エッチングによって化学強化層３Ｂの薄化を行うので、化学強化層３Ｂの加工精度が十分に確保され、歩留まりの向上も図られる。さらに、このガラスの製造方法では、化学強化層３Ｂを薄化した時点では複数のカバーガラス部２６の一体性が保たれており、切断用凹部２７に沿ってマザーガラス２１を切断した時点でカバーガラス部２６が湾曲する。このため、切断工程までのマザーガラス２１のハンドリング性を確保できる。

また、本実施形態では、凹部形成工程において、エッチング剤にマザーガラス２１の両面を晒して切断用凹部２７を形成している。若しくは、砥石を含有する気流にマザーガラス２１の両面を晒して切断用凹部２７を形成している。これにより、切断用凹部２７の形成を好適に実施できる。

また、本実施形態では、レジスト膜形成工程において、感光性レジストを用いてレジスト膜２２Ａ，２２Ｂをマザーガラス２１の両面に設けている。このように感光性レジストを用いることにより、レジスト膜２２Ａ，２２Ｂの膜厚の均一化が図られる。また、液状レジストを用いてレジスト膜を形成する場合に比べ、感光性フィルムを用いる場合には厚いレジスト膜を形成し易いという利点がある。レジスト膜２２Ａ，２２Ｂを厚くすることで、エッチング剤の浸透が抑制され、エッチング剤による損傷を防止できる。

また、本実施形態では、切断工程において、マザーガラス２１の一方面２ａ上に保護フィルム４を形成する一方で、他方面２ｂ上に切断用のレジスト膜３０を形成している。そして、切断用のレジスト膜３０のうち切断用凹部２７に対応する部分を除去し、他方面２ｂ側からのエッチングによって切断用凹部２７に沿ってマザーガラスを切断した後、切断用のレジスト膜３０及び保護フィルム４を除去している。切断工程においてエッチングを行うことにより、刃物等を用いて切断を行う場合に比べてマザーガラス２１に生じる応力が抑制される。したがって、マザーガラス２１から得られるカバーガラス１が損傷することを抑制できる。

また、切断工程では、マザーガラス２１の一方面２ａに保護フィルム４が形成される一方で、エッチングが他方面２ｂ側から行われる。このため、切断用凹部２７に対応する部分を除去する処理を保護フィルム４に施す必要がなく、マザーガラス２１の一方面２ａ全体が保護フィルム４によってしっかりと保護される。さらに、切断用凹部２７の形成によって切断対象部分の厚さが小さくなっているため、マザーガラス２１を短時間のエッチングで切断できる。

また、本実施形態では、切断工程において、感光性レジストを用いて切断用のレジスト膜３０をマザーガラス２１の他方面に形成している。これにより、切断用のレジスト膜３０の膜厚の均一化が図られる。また、液状レジストを用いて切断用のレジスト膜３０を形成する場合に比べ、切断用凹部２７内への樹脂組成物の侵入を抑制できる。したがって、切断用のレジスト膜３０のうち、切断用凹部２７に対応する部分を容易に除去できる。

また、本実施形態では、切断工程において、保護フィルム４の除去前に切断用のレジスト膜３０を除去している。これにより、切断用のレジスト膜３０を除去するための溶解剤が一方面２ａに付着してしまうことを防止できる。したがって、一方面２ａ側に形成されているタッチパネル回路１２、加飾膜１３、及び周辺回路１４に溶解剤が付着することを防止できる。さらに、本実施形態では、切断工程において、エッチング剤にマザーガラス２１の他方面２ｂを晒してマザーガラス２１の切断を行っている。これにより、マザーガラス２１の切断を精度良く実施できる。

また、本実施形態では、凹部形成工程と切断工程との間に、マザーガラス２１の一方面２ａに加飾膜１３を形成する加飾膜形成工程と、マザーガラス２１の一方面２ａにカバーガラス部２６に対応するタッチパネル回路１２を形成する回路形成工程と、を備えている。これにより、カバーガラス一体型タッチパネル１１を得ることが可能となる。

１…カバーガラス、２ａ…一方面、２ｂ…他方面、３（３Ａ，３Ｂ）…化学強化層、１１…カバーガラス一体型タッチパネル、１２…タッチパネル回路、１３…加飾膜、２１…マザーガラス、２２（２２Ａ，２２Ｂ）…レジスト膜、２３…切断用パターン、２６…カバーガラス部（ガラス部）、２７…切断用凹部、３０…切断用のレジスト膜、ＰＬ…区画線。

Claims (9)

1. 両面に化学強化層が形成された板状のマザーガラスの前記両面にレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、
   前記レジスト膜を部分的に除去し、前記マザーガラスを複数のガラス部に区画する区画線に沿って、前記マザーガラスの前記両面を部分的に露出させる切断用パターンを形成するパターン形成工程と、
   前記切断用パターンに対応する切断用凹部をエッチングによって前記マザーガラスの前記両面に形成する凹部形成工程と、
   前記切断用凹部を形成した前記マザーガラスから前記レジスト膜を除去するレジスト除去工程と、
   前記レジスト膜を除去した前記マザーガラスの一方面に保護層を形成する保護層形成工程と、
   前記保護層が形成されていない前記マザーガラスの他方面の前記化学強化層をエッチングにより薄化する強化層薄化工程と、
   前記切断用凹部に沿って前記マザーガラスを切断し、複数の湾曲したガラスを得る切断工程と、を備えたガラスの製造方法。
2. 前記凹部形成工程において、エッチング剤に前記マザーガラスの前記両面を晒して前記切断用凹部を形成する請求項１記載のガラスの製造方法。
3. 前記凹部形成工程において、砥石を含有する気流に前記マザーガラスの前記両面を晒して前記切断用凹部を形成する請求項１記載のガラスの製造方法。
4. 前記レジスト膜形成工程において、感光性レジストを用いて前記レジスト膜を前記マザーガラスの前記両面に設ける請求項１〜３のいずれか一項記載のガラスの製造方法。
5. 前記切断工程において、
   前記マザーガラスの前記一方面上に保護層を形成する一方で、前記他方面上に切断用のレジスト膜を形成し、
   前記切断用のレジスト膜のうち前記切断用凹部に対応する部分を除去し、
   前記他方面側からのエッチングによって前記切断用凹部に沿って前記マザーガラスを切断した後、前記切断用のレジスト膜及び前記保護層を除去する請求項１〜４のいずれか一項記載のガラスの製造方法。
6. 前記切断工程において、感光性レジストを用いて前記切断用のレジスト膜を前記マザーガラスの前記他方面に形成する請求項５記載のガラスの製造方法。
7. 前記切断工程において、前記保護層の除去前に前記切断用のレジスト膜を除去する請求項５又は６記載のガラスの製造方法。
8. 前記切断工程において、エッチング剤に前記マザーガラスの前記他方面を晒して前記マザーガラスの切断を行う請求項５〜７のいずれか一項記載のガラスの製造方法。
9. 前記凹部形成工程と前記切断工程との間に、
   前記マザーガラスの前記一方面に加飾膜を形成する加飾膜形成工程と、
   前記マザーガラスの前記一方面に前記ガラス部に対応するタッチパネル回路を形成する回路形成工程と、を備えた請求項１〜８のいずれか一項記載のガラスの製造方法。

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