JP4032857B2 - タッチパネル用のガラス基板、タッチパネル及び携帯端末 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にレーザ光の照射及び強制冷却により切断されて成るタッチパネル用ガラス基板、タッチパネル及び携帯端末に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ガラス原板を縦横に切断して所定の幅及び長さを有するガラス基板を形成するガラスの切断方法としては、例えば特開平１１−７１１２４号公開公報に形成されるような機械式、またレーザ光を照射するレーザ式などが用いられている。
【０００３】
機械式加工による切断方法をとる場合、ガラスに刃が加圧して、メジアンクラック即ちガラス面に垂直な方向に伸びるクラックを生じさせて切断を行っている。この切断方法では、刃の除圧工程において切り開かれたガラス切断面同士が接触することによって、ラテラルクラック即ちガラス面に水平方向に伸びるクラックが発生する。
【０００４】
このため、機械式のガラス切断加工においては切断面に発生するマイクロクラック、すなわちラテラルクラックを完全に防ぐことは不可能であった。クラック即ちひびが生じると、このひびの発生により粉砕粉いわゆるカレットが生じ、カレットが表示体の表面に付着して視認性を損なったり、またガラス基板をタッチパネルに使用する場合などにおいて、透明導電層に付着して短絡を生じさせてしまうなどの不都合を生じる。
このようなラテラルクラックを化学処理により低減化する方法もあるが、生産性の低下を招き、またコストの増大化を招来してしまう。また、化学処理によってガラスの強度にばらつきが生じてしまうという問題がある。
【０００５】
一方、レーザ式による場合、例えば特開平８−２１７４７８号公開公報、特開平１１−２５４１７２号公開公報などに炭酸ガスレーザによる加熱切断方法が提案されている。
しかしながら、通常のレーザ光照射のみによる切断方法による場合、図８にその一例の模式的な断面構成を示すように、ガラス基板１のレーザ光照射による切断側面において、そのレーザ光を照射する側から生じるレーザ痕２に微小なひび及びカレットが生じてしまうという問題がある。
【０００６】
これに対し、炭酸ガスレーザ等のレーザ光照射による加熱と、水ないしは圧縮空気を用いた強制冷却の複合作用によって、ガラス中に熱歪みを発生させてガラス分断のトリガとして切断を行う方法が提案されている。
特に、近年簡便な入力方法として各種表示体の表面に取り付けられて利用されるタッチパネルや、これを用いた携帯端末に用いられる１．１ｍｍ以下、例えば０．３〜０．７ｍｍ程度の厚さとされる薄型のガラス基板を切断するにあたって、このレーザ光照射及び強制冷却による切断方法が注目されている。
この方式は、機械的な力が加わらない為、マイクロクラックの発生が殆どないことが利点とされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのようなレーザ光照射及び強制冷却を行う場合においても、図９Ａに模式的に示すように、例えばガラス原板１０に対し破線ｘ１の位置で示す横方向と、破線ｙ１及びｙ２で示す縦方向にレーザ光を照射及び強制冷却を行って切断を行うと、レーザ光を縦横に照射する交差点ａにおいて、図９Ｂに示すようにバリ１１や欠け１２が生じてしまうという問題があった。
この交差点ａにおいては、図９Ｃに示すように切断面が垂直となることが望ましいが、実際には切断面が傾斜したり湾曲したりしてしまい、寸法精度の悪化を招来し、生産性及び歩留りの低下、更にはコストの増大化が問題となっている。
【０００８】
本発明は、ガラス原板から所定の寸法のガラス基板を切断するにあたって、上述したようなその切断面におけるひび、欠けが生じず、従ってこの部分からの粉砕粉の発生を回避し、更に強度特性にも優れたタッチパネル用ガラス基板、タッチパネル及び携帯端末を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくともレーザ光の照射により切断されて成るタッチパネル用のガラス基板であって、ガラス基板の切断側面の表面粗さが５０ｎｍ以下であり、切断側面のレーザ痕の深さを０．０６ｍｍ以上とし、静荷重試験による強度が５５ｋｇｆ以上９０ｋｇｆ以下として構成する。
また本発明は、上述の構成において、レーザ痕の深さを、ガラス基板の第１の切断側面と、この第１の切断側面とは異なる第２の切断側面とにおいて異なる構成とする。
【００１０】
更に本発明は、上述のレーザ痕の深さを、第１及び第２の切断側面において、２％以上異ならせる構成とする。
【００１１】
また更に本発明は、上述の各構成において、レーザ痕が、ガラス基板の第１の切断側面において、このガラス基板の第１の主面から所定の深さをもって形成され、第１の切断側面とは異なる第２の切断側面において、第１の主面の裏面である第２の主面から所定の深さをもって形成される構成とする。
【００１２】
例えば、ガラス原板に対し、レーザ光の照射及び強制冷却を行うガラスの切断方法にあって、ガラス原板に対する第１の切断方向と、この第１の切断方向とは異なる第２の切断方向とにおいて、レーザ光のレーザパワー又は送り速度を変えて切断を行う。
また、上述のガラスの切断方法において、レーザ光のレーザパワー又は送り速度を、第１の切断方向と第２の切断方向とにおいて４％以上変える。
【００１３】
更に、ガラス原板に対し、レーザ光の照射及び強制冷却を行うガラスの切断方法にあって、ガラス原板に対する第１の切断方向の切断を、ガラス原板の第１の主面からレーザ光を照射して行い、ガラス原板に対する第１の切断方向とは異なる第２の切断方向の切断を、第１の主面の裏面である第２の主面からレーザ光を照射して行う。
【００１４】
また更に本発明は、上述の構成によるタッチパネル用のガラス基板を、ガラス基板上に光透過性導電層が形成され、このガラス基板とは所定の間隔をもってフィルム基材が対向配置されて成るタッチパネルに用いる構成とする。
更に本発明は、上述の構成によるタッチパネル用のガラス基板を、タッチパネルを有する携帯端末に用いる構成とする。
【００１５】
上述したように、レーザ光の照射及び強制冷却を行うガラスの切断方法において、ガラス基板の第１の切断側面と第２の切断側面とにおいて、レーザ痕の深さが異なるように、レーザパワー又はレーザ光の送り速度を異ならしめて照射し、その直後に強制冷却を行って切断することによって、第１及び第２の切断側面の交差部においてひび、バリの発生を回避することができ、所望の寸法精度をもってガラス基板を切断することができた。
【００１６】
更に、ガラス基板の第１の切断方向による切断と、第２の切断方向による切断とを、それぞれガラス基板の異なる主面（表面と裏面）からレーザ光を照射して行うことによって、いわば異なる切断側面においてレーザ痕を上下に分離させて切断することによって、同様に第１及び第２の切断側面の交差部においてひび、バリの発生を回避することができ、所望の寸法精度をもってガラス基板を切断することができた。
【００１７】
これは、レーザ光照射による加熱と、その後の強制冷却によって生じる歪みの応力を、切断側面の交差部において２方向に生じさせることを回避し、ガラス切断の垂直方向、即ちガラス基板の主面と垂直な方向のみに応力を生じさせて切断を行わしめることができたためと思われる。
【００１８】
このようなガラスの切断方法によれば、切断側面の表面の粗さが５０ｎｍ以下とされ、側面の化学処理が不要なガラス基板を得ることができ、またその静荷重測定による強度を５５ｋｇｆ以上の保持することができた。
しかも、ひび及びバリが生じることなく、所望の寸法精度の薄型のガラス基板を生産性、歩留り良く製造することができて、タッチパネルや携帯端末に本発明によるガラス基板を用いる場合は、生産性、歩留りの向上及びコストの低減化をはかることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるガラス基板及びガラスの切断方法の実施の形態とこれに基づく実施例及び比較例を、図面を参照して詳細に説明する。以下の例においては、タッチパネルを具備する携帯端末のガラス基板とその切断方法に本発明を適用した場合について説明するが、本発明はその他本発明構成を逸脱しない範囲で種々の変形、変更が可能であることはいうまでもない。
【００２０】
図１Ａ〜Ｄにおいては、本発明構成によるガラス基板１の模式的な構成を示す。このガラス基板１の材料としては、Ｎａ、Ｋ及びＳｉＯ2 より成るいわゆるソーダガラスの他、無アルカリガラスを用いることもできる。
図１Ａに示すように、ガラス基板１は第１の主面１Ａ及び第２の主面１Ｂを有し、例えば矢印ｘ及びｙで示す直交する２方向に沿う第１の側面３Ａ及び第２の側面３Ｂを有する。
そして本発明によるガラス基板は、図１Ｂに示すように、第１の側面３Ａには、第１の主面１Ａからの深さがｄ1 のレーザ痕２Ａが形成され、図１Ｃに示すように、第２の側面３Ｂには、第１の主面１Ａからの深さｄ2 のレーザ痕２Ｂが形成され、上記各深さｄ1 とｄ2 が、ｄ1 ≠ｄ2 とされてなる。
また他の本発明によるガラス基板は、図１Ｂに示すように第１の側面３Ａに第１の主面からの深さがｄ1 とされたレーザ痕２Ａが形成され、図１Ｄに示すように、第２の側面３Ｂには、第２の主面１Ｂからの深さがｄ2 のレーザ痕２Ｂが形成されてなる。この場合は、深さｄ1 及びｄ2 はｄ1 ＝ｄ2 としても、ｄ1 ≠ｄ2 としてもよい。
【００２１】
次にこのようなガラスの切断方法について説明する。
先ず、図２Ａに模式的な平面図を示すように、厚さ例えば０．７ｍｍのソーダガラス等より成るガラス原板１０に対し、図２Ａにおいて破線ｘ１〜ｘ５で示す第１の切断方向と、図２Ａにおいて破線ｙ１〜ｙ５で示す第２の切断方向にレーザ光の照射及び強制冷却による切断を行う。
【００２２】
本発明においては、図２Ｂ及びＣにおいてそれぞれガラス原板１０の第１の主面１Ａ上の切り欠き凹部としてレーザ光の照射領域を示すように、第１及び第２の切断方向におけるレーザ照射部の切断深さを異ならしめる。
即ち、図２Ａにおける破線ｘ1 〜ｘ5 に対応する第１の切断方向においては、図２Ｂに示すように、矢印ｘ1'〜ｘ5'で示す図２Ｂの紙面に垂直な方向にレーザ光を走査照射するにあたって、第１の切断方向の深さをｄ1 とする。
そして、図２Ａにおける破線ｙ1 〜ｙ5 に対応する第２の切断方向においては、図２Ｃに示すように、矢印ｙ1'〜ｙ5'で示す図２Ｃの紙面に垂直な方向にレーザ光を走査照射するにあたって、この第２の切断方向の深さｄ2 を上記ｄ1 とは異なる深さとなるようにレーザ光の照射を行う。
【００２３】
この各切断方向における深さを異ならしめる具体的な方法としては、照射するレーザ光のレーザパワー又は送り速度を異ならしめる方法を採ることができる。
レーザ光照射の条件変化による加工深さの定量的な測定は、これまで定義そのものが統一されておらず、数値化することは一般的に行われていないが、簡単のため、本明細書においては単位面積当たりに照射するエネルギーとレーザ加工深さとが比例するとして後述する実施例及び比較例を行った。
【００２４】
また、他の本発明においては、図３Ａ〜Ｃにおいて模式的に示すように、レーザ光の照射をガラス原板１０の第１の主面１Ａ側と、第２の主面１Ｂ側とからそれぞれ行う。
即ち、図３Ａにおいて破線ｘ1 〜ｘ5 で示す第１の切断方向の切断は、図３Ｂに模式的に矢印ｘ1'〜ｘ5'で示すように、図３Ａの紙面に垂直な方向にレーザ光を走査照射するにあたって、ガラス原板１０の第１の主面１Ａ上にレーザ光を照射して切断を行う。
そして、図３Ａにおいて破線ｙ1 〜ｙ5 で示す第２の切断方向の切断は、図３Ｃに模式的に矢印ｙ1'〜ｙ5'で示すように、図３Ｃの紙面に垂直な方向にレーザ光を走査照射するにあたって、ガラス原板１０の第２の主面１Ｂ上からレーザ光の照射を行って切断する。
【００２５】
尚、上述の図２Ｂ、Ｃ及び図３Ｂ、Ｃにおいて、レーザ光を照射する領域において切り欠き凹部として切断部を模式的に示したが、この切断部は、図１Ａ〜Ｄにおいて説明した切断側面におけるレーザ痕２を構成する領域を模式的に表すものであり、レーザ照射及び強制冷却によって、この切り欠き凹部に相当する主面直下にレーザ痕が形成され、その下部に基板の主面に垂直な切断側面が形成される。
【００２６】
また、上述のいずれの場合においても、レーザ光を走査照射した直後に、例えばエタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、アセトン等の揮発性物質や、空気又はＮ2 ガス等の圧縮ガスを噴出するノズルをレーザ光スポットに近接させて走査させ、レーザ光照射直後に強制冷却を行うようにする。
【００２７】
【実施例】
次に、上述の本発明によるガラスの切断方法によって、以下の実施例１〜１０、比較例１〜５で示すガラス基板の切断を行い、本発明による寸法精度の有意な効果を確認した。
以下の実施例及び比較例においては、厚さ０．７ｍｍのソーダガラスより成るガラス原板１０を用意し、これに対し、レーザパワー５０Ｗの炭酸ガスレーザの照射及びエタノールのノズルからの噴射による強制冷却を行って、目標寸法として横８７．６５ｍｍ、縦６４．６５ｍｍのタッチパネル用のガラス基板の切断を行った。
上述の図２Ａにおいて破線ｘ1 〜ｘ5 で示す第１の切断方向において、炭酸ガスレーザのレーザ送り速度を４．８ｍ／分として走査照射し、また上述の図２Ａにおいて破線ｙ1 〜ｙ5 で示す第２の切断方向において、炭酸ガスレーザのレーザ送り速度を５．２ｍ／分として走査照射してそれぞれ実施例１〜５のガラス基板の切断を行った。
【００２８】
これら実施例１〜５における各ガラス基板の上下両端部での横寸法を横寸法１、２とし、また左右両端部での縦寸法を縦寸法１、２として下記の表１に記載した。寸法単位は全てｍｍである。
【００２９】
【表１】
【００３０】
また、比較例１〜５として、同様の材料構成のガラス原板から、上記実施例１〜５と同様の目標寸法のガラス基板を、レーザ送り速度は４．８ｍ／分として固定して切断を行った。この結果を下記の表２に示す。
【００３１】
【表２】
【００３２】
この結果から、本発明によるガラスの切断方法、即ち第１及び第２の切断方向においてレーザ光の送り速度を異ならしめる方法による実施例１〜５においては、その切断後の寸法形状を、目標とする寸法に対しプラス誤差で最大で０．１５ｍｍ、マイナス誤差は０．００ｍｍに抑えて形成することができた。
これに対し、レーザ光の送り速度を同一とする比較例１〜５においては、プラス誤差で最大０．３ｍｍ、マイナス誤差では−０．３１ｍｍと寸法形状のばらつきを生じることがわかった。また、比較例１〜５において、各切断側面において目視にてバリが生じていることを確認した。
【００３３】
尚、上述のレーザ光の送り速度を４．８ｍ／分から４％未満の変化量となる４．９ｍ／分として変化させ、第１及び第２の切断側面を形成したところ、有意な結果を得ることができず、上述の比較例１〜５と同様に、誤差幅０．３ｍｍ程度の寸法精度しか得ることができなかった。また、目視にて切断側面にバリが生じていることが確認された。これに対し、逆り速度を４％以上変化させる例えば５．０ｍ／分とするとき、表１に示す例と同様の誤差幅が得られた。また、切断面にバリは認められなかった。
【００３４】
また、レーザ光のレーザパワーを異ならしめる場合についての考察も行った。第１の切断方向においてレーザパワー５０Ｗ、第２の切断方向においてレーザパワー４８Ｗとして上述の実施例１〜５と同様の材料構成をもってガラス基板の切断を行ったところ、上述の各実施例と同様に、誤差幅０．１５ｍｍ程度の寸法精度をもってガラス基板を切断することできた。
【００３５】
更にこの場合においても、レーザパワーの変化量を４％未満として第１及び第２の切断方向においてレーザの照射及び強制冷却を行ってガラスの切断を行ったところ、上述の各比較例と同様に、誤差幅が０．３ｍｍ程度以上となり、しかも目視にてバリが生じていることが確認された。
【００３６】
従って、本発明においては、レーザ痕の深さを異ならしめる具体的な方法として、レーザ光の送り速度及びレーザパワーを４％以上異ならしめて照射するものとする。
【００３７】
また、レーザ痕の深さとしては、以下の測定結果から、０．０６ｍｍ以上の深さが必要であることがわかった。
以下の例においては、厚さ０．７ｍｍ及び０．５５ｍｍのソーダガラスより成るガラス原板を用意した。上述の第１及び第２の切断方向において、レーザ痕の深さを異ならしめて、浅い方のレーザ痕の深さと、各切断後のガラス基板に対する静荷重強度を測定した。静荷重強度は、通常のガラス破壊強度測定装置により測定した加圧子の直径は２０ｍｍ、加圧速度は１ｍｍ／秒とした。この結果を、以下の表３に示す。
【００３８】
【表３】
【００３９】
この結果からわかるように、レーザ痕の深さが０．０６ｍｍ未満の０．０４ｍｍの場合は、静荷重強度が２８ｋｇｆ以下と格段に劣ることがわかる。これに対し、レーザ痕の深さを０．０６ｍｍとした場合は、レーザ痕深さが０．０４ｍｍの場合と比較して、静荷重強度が厚さ０．７ｍｍのガラスで２１ｋｇｆ、厚さ０．５５ｍｍのガラスで１２ｋｇｆも強度が増加している。
従って、本発明によるガラス基板においては、そのレーザ痕の深さを０．６ｍｍ以上に選定するものである。
【００４０】
次に、レーザ照射によって、第１の切断方向と第２の切断方向とにおいて、ガラス原板の第１及び第２の主面から切断を行う場合について測定した結果を示す。
実施例６〜１０においては、第１の主面と第２の主面からレーザパワー５０Ｗ、レーザ送り速度を４．８ｍ／分としてレーザ光の照射及び強制冷却による切断を行い、切断された各ガラス基板の寸法精度を上述の実施例１〜５及び比較例１〜と５と同様に測定した。表４において寸法単位はｍｍである。
【００４１】
【表４】
【００４２】
この結果からわかるように、第１及び第２の主面からレーザ光を照射する場合には、寸法誤差がプラス誤差で０．０５ｍｍ、マイナス誤差で０．００ｍｍであり、誤差幅を０．０５ｍｍ以下に抑制できることがわかる。
【００４３】
また、上述の各実施例１〜１０における切断側面の表面粗さをＡＦＭ（Atomic Force Microscope;原子間力電子顕微鏡）により測定したところ、全ての実施例において、表面粗さは５０ｎｍ以下に抑制できることがわかった。
【００４４】
更に、これらの実施例を含め、本発明により切断したガラス基板と、超硬ローラーカットにより切断したガラス基板との静荷重強度を測定した結果を図４に示す。この場合においても静荷重強度は、通常のガラス強度測定装置により測定した。加圧子の直径は２０ｍｍ、加圧速度は１ｍｍ／秒とした。図４において、実線ａは本発明によるガラス基板、実線ｂは超硬ローラー切断による従来構成のガラス基板である。サンプル数のピークは、本発明では６５ｋｇｆ程度の静荷重強度であり、従来構成のガラス基板では３０ｋｇｆ程度の強度しか得られていない。
【００４５】
この結果から、本発明のガラス切断方法により切断したガラス基板は、ほぼ４５ｋｇｆ程度以上の静荷重強度を有することがわかる。
【００４６】
このような従来に比し強度特性に優れたガラス基板をタッチパネルに適用した例を図５Ａ及びＢに模式的に示す。図５Ａにおいては、タッチパネルに適用したガラス基板を載置固定するフレーム２１を示す。フレーム２１はＡｌ合金等より成り、液晶型表示装置、有機ＥＬ（Electro Luminescence）型表示装置等の各種表示体上に固定配置され、表示面に対応する位置に窓抜部２２が形成されて成る。
【００４７】
図５Ｂに、このフレーム２１上にタッチパネル３０を固定載置した状態の模式的な断面構成を示す。タッチパネル３０は、ガラス基板１上に、図示しないがＩＴＯ（Ｉｎ−Ｓｎの複合酸化物）等より成る光透過性の導電層が所定のパターンにスパッタリング等により形成されて成り、この上に、アクリル樹脂等より成るスペーサを介して、内側にＩＴＯ等の光透過性の導電層がパターン形成されたフィルム基材３１がガラス基板１と所定の間隔をもって対向配置され、例えば外縁部３２において、例えば粘着テープ等により、数μｍ程度の間隔をもって支持及び固定されて構成される。
【００４８】
本発明においては、ガラス基板１の強度を高めると共に、特にこのフレーム２１の窓抜部内端縁部２３を、図６Ａ〜Ｃに模式的に示すように、各種加工を施した形状として構成する。例えば、図６Ａに示すように、半径ｒが０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の周面部２３ａ、いわゆるＲ面を設ける。
または、図６Ｂに示すように、内端縁部からの長さｌが０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下、ガラス基板と平行な面からの角度θが１０°以上４５°以下の斜面部２３ｂを設ける。
更にまたは、図６Ｃに示すように、内端縁部からの幅ｗが０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下、ガラス基板と対向する面からの段差高ｈが０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の段差部２３ｃを設ける。
【００４９】
このように窓抜部内端縁部２３を加工することによって、このフレーム２１上にテープ、糊等によって固着されるガラス基材の耐荷重強度を増大化することができた。
【００５０】
尚、上述のフレーム２１の窓抜部内端縁部２３に周面部を形成する場合は、半径ｒを０．２ｍｍ未満とすると著しく歩留りが低下し、また０．５ｍｍを越える場合はガラス割れに対して有効であるが、製造工程において作業性の低下を来す。従って、周面部を構成する場合は、半径ｒを０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲とすることが望ましい。
また、窓抜部内端縁部２３に斜面部を形成する場合、０．２ｍｍの長さｌで角度θが４５°以上になると、歩留りの変化が見られない。長さｌが０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲で角度θを１０〜４５°とするときに、安定した強度が得られることから、斜面部を構成するときは、上述の範囲に選定することが望ましい。
更に、段差部を設ける場合においても、上述したように段差幅ｗを０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ、段差高ｈを０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲に選定する場合に、ガラス強度に有意な効果を得ることができた。従って、段差部の形状は上述の範囲に選定することが望ましい。
【００５１】
このように、タッチパネルを固定配置する表示体上のフレームの窓抜部内端縁部に周面部、斜面部または段差部を形成することによって、更にガラスの耐荷重強度を高めることができ、製品の強度の向上を高めることができる。
【００５２】
尚、ガラス基板の材料としては、上述したようにソーダガラス等を用いることができるが、フロート法により製造されたガラス基板を用いる場合は、以下の方法により更に強度を保持することができる。
フロート法とは、溶融Ｓｎ上にガラス材料を板状に溶かし流して、溶融Ｓｎとは接していない側の表面に圧縮応力を生じさせてこの面の平坦度を向上させるガラスの製造方法である。このフロート法により製造されたガラス基板は、図７Ａに模式的に示すように、フロート面側（溶融Ｓｎと接していた面）とは反対側の面において圧縮応力ｐ1 及びｐ2 が生じる。ここに、フロート面３側から矢印ｇ1 で示すように荷重を負荷すると、圧縮応力ｐ1 及びｐ2 を相殺する方向に張力が生じる。
【００５３】
図７Ｂに示すように、負荷荷重ｇ2 が小さい場合は張力ｔ1 及びｔ2 を圧縮応力ｐ1 及びｐ2 で相殺し、図７Ｃに示すように、負荷荷重ｇ3 が大きくなると、張力ｔ1 ’及びｔ2 ’と圧縮応力ｐ1 及びｐ2 がつりあう。ガラス基板１は通常この状態まで耐荷重強度が保持される。更に負荷荷重が大きくなると、図７Ｄに示すようにガラス基板１は破壊される。
【００５４】
このように、フロート法によって製造されたガラス基板は、表面に圧縮応力を有することから、その裏面からの耐荷重強度が他のガラス基板に比して高い。
しかしながら、このガラス基板１をタッチパネルのガラス基板に適用する場合、光透過性導電層、ＳｉＯ2 被膜等をスパッタリング法、蒸着法、ディップ法などにより成膜する場合にガラス基板が３００℃以上の高温に加熱される。
【００５５】
このとき、フロート法によって製造されたガラス基板の持つ圧縮応力が熱によって開放されてしまうアニール効果により、本来の耐荷重強度を保持することができなくなってしまう。つまり、上述の図７Ａ〜Ｃにおいて説明した圧縮応力に起因する強度が消失してしまうこととなる。これにより、フロート面３からの耐荷重強度が劣化してしまう。
【００５６】
本発明者等は、上述のスパッタリング法或いは蒸着法によりＩＴＯ等の導電層を成膜する際に、２００℃以下の低温成膜法を用いることによって、応力の熱による開放を低減化させることができ、成膜後の耐荷重強度において有意な差を得ることができた。
【００５７】
以下の表５は、従来のスパッタリングによる成膜後のガラス基板と、低温スパッタリングによる成膜後のガラス基板とのサンプル数、平均耐荷重強度（Ｎ）、その標準偏差、最小値及び最大値を示したものである。
【００５８】
【表５】
【００５９】
この表５らわかるように、従来による成膜後のガラス基板は、平均値でおよそ９Ｎ耐荷重が劣化するのに対し、２００℃以下の低温スパッタリングによる場合は、およそ２Ｎ程度の耐荷重劣化に止まっている。
従って、ガラス基板上に２００℃以下の低温スパッタリング法によってＩＴＯ等の光透過性の導電層を形成することによって、フロート法により製造した場合のガラス基板の本来もつ強度を保持することができ、更に製品の強度を保持することができて、製品の信頼性の向上をはかることができることがわかる。
【００６０】
上述したように、本発明によれば、ガラスの切断方法において、第１及び第２の切断方法におけるレーザ光のレーザパワーまたはレーザ光の走査移動速度を変えて切断を行い、切断後のガラス基板の切断側面におけるレーザ痕の深さを異ならしめることによって、切断側面における傾斜面や湾曲面の発生を回避し、垂直な切断側面をもってガラス基板を形成することができる。
【００６１】
尚、上述の各例においては、ガラス基板をタッチパネル又は携帯端末上のタッチパネルに適用した場合について説明したが、本発明は、上述の本発明構成を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能であることはいうまでもない。例えば、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ＰＯＳ(Point Of Sales)、ＡＴＭ（Automatic Teller Machine）等種々の表示体に用いられるガラス基板に適用することができる。
【００６２】
【発明の効果】
上述したように、ガラスの切断方法において、切断後のガラス基板の切断独面におけるレーザ痕の深さを異ならしめることによって、またガラス基板１の第１及び第２の主面からレーザ痕を形成することによって、ガラス切断側面におけるひび、欠けの発生を回避し、粉砕粉の付着のないガラス基板を所望の寸法精度もって歩留り良く、また生産性良く製造することができる。
【００６３】
このようなガラスの切断方法によれば、切断側面においてクラックの発生を抑制し、これに起因するガラス割れの減少と、ガラスの欠けの激減によって、特性に優れたタッチパネル用のガラス基板を提供することができる。
また、ガラスの静荷重強度を従来に比して高い５５ｋｇｆ程度以上に向上させることができ、このガラス基板を用いたタッチパネルにおいて製品の強度の向上をはかることができる。
【００６４】
特に、タッチパネル特有の入力時の圧力、また生活上の不可抗力により加わる荷重、衝撃に対する強度を高めることができ、製品故障の低減化、消費者からのクレームの削減をはかることが可能となる。
【００６５】
本発明によれば、タッチパネル、携帯端末等における製品自体の信頼性の向上、耐久性及び品質の向上をはかることができ、更にガラス基板の薄型化を可能とし、タッチパネル及び携帯端末の薄型化、小型軽量化をはかることができる。
【００６６】
また、小型化をはからない場合に基板の薄型化をはかることによって、省スペース化による機能付加による製品の高機能化も可能となり、また製品組立精度の向上と品質のばらつきの低減化をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａはガラス基板の一例の模式的な斜視図である。
Ｂはガラス基板の一例の模式的な要部側面図である。
Ｃはガラス基板の一例の模式的な要部側面図である。
Ｄはガラス基板の一例の模式的な要部側面図である。
【図２】Ａはガラスの切断方法の一例の説明図である。
Ｂはガラスの切断方法の一例の説明図である。
Ｃはガラスの切断方法の一例の説明図である。
【図３】Ａはガラスの切断方法の一例の説明図である。
Ｂはガラスの切断方法の一例の説明図である。
Ｃはガラスの切断方法の一例の説明図である。
【図４】ガラス基板の耐荷重強度のサンプル分布を示す図である。
【図５】Ａはタッチパネルのフレームの模式的な平面図である。
Ｂはタッチパネルのフレームの模式的な断面図である。
【図６】Ａはタッチパネルのフレームの窓抜部内端縁部の説明図である。
Ｂはタッチパネルのフレームの窓抜部内端縁部の説明図である。
Ｃはタッチパネルのフレームの窓抜部内端縁部の説明図である。
【図７】Ａはガラス基板の強度の説明図である。
Ｂはガラス基板の強度の説明図である。
Ｃはガラス基板の強度の説明図である。
Ｄはガラス基板の強度の説明図である。
【図８】従来のガラス基板の一例の模式的な断面図である。
【図９】Ａはガラス切断方法の説明図である。
Ｂはガラス切断側面の説明図である。
Ｃはガラス切断側面の説明図である。
【符号の説明】
１…ガラス基板、１Ａ…第１の主面、１Ｂ…第２の主面、２…レーザ痕、２Ａ…レーザ痕、２Ｂ…レーザ痕、１０…ガラス原板、２１…フレーム、２２…窓抜部、２３…窓抜部内端縁部、２３ａ…周面部、２３ｂ…斜面部、２３ｃ…段差部、３０…タッチパネル、３１…フィルム基材、３２…外縁部
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にレーザ光の照射及び強制冷却により切断されて成るタッチパネル用ガラス基板、タッチパネル及び携帯端末に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ガラス原板を縦横に切断して所定の幅及び長さを有するガラス基板を形成するガラスの切断方法としては、例えば特開平１１−７１１２４号公開公報に形成されるような機械式、またレーザ光を照射するレーザ式などが用いられている。
【０００３】
機械式加工による切断方法をとる場合、ガラスに刃が加圧して、メジアンクラック即ちガラス面に垂直な方向に伸びるクラックを生じさせて切断を行っている。この切断方法では、刃の除圧工程において切り開かれたガラス切断面同士が接触することによって、ラテラルクラック即ちガラス面に水平方向に伸びるクラックが発生する。
【０００４】
このため、機械式のガラス切断加工においては切断面に発生するマイクロクラック、すなわちラテラルクラックを完全に防ぐことは不可能であった。クラック即ちひびが生じると、このひびの発生により粉砕粉いわゆるカレットが生じ、カレットが表示体の表面に付着して視認性を損なったり、またガラス基板をタッチパネルに使用する場合などにおいて、透明導電層に付着して短絡を生じさせてしまうなどの不都合を生じる。
このようなラテラルクラックを化学処理により低減化する方法もあるが、生産性の低下を招き、またコストの増大化を招来してしまう。また、化学処理によってガラスの強度にばらつきが生じてしまうという問題がある。
【０００５】
一方、レーザ式による場合、例えば特開平８−２１７４７８号公開公報、特開平１１−２５４１７２号公開公報などに炭酸ガスレーザによる加熱切断方法が提案されている。
しかしながら、通常のレーザ光照射のみによる切断方法による場合、図８にその一例の模式的な断面構成を示すように、ガラス基板１のレーザ光照射による切断側面において、そのレーザ光を照射する側から生じるレーザ痕２に微小なひび及びカレットが生じてしまうという問題がある。
【０００６】
これに対し、炭酸ガスレーザ等のレーザ光照射による加熱と、水ないしは圧縮空気を用いた強制冷却の複合作用によって、ガラス中に熱歪みを発生させてガラス分断のトリガとして切断を行う方法が提案されている。
特に、近年簡便な入力方法として各種表示体の表面に取り付けられて利用されるタッチパネルや、これを用いた携帯端末に用いられる１．１ｍｍ以下、例えば０．３〜０．７ｍｍ程度の厚さとされる薄型のガラス基板を切断するにあたって、このレーザ光照射及び強制冷却による切断方法が注目されている。
この方式は、機械的な力が加わらない為、マイクロクラックの発生が殆どないことが利点とされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのようなレーザ光照射及び強制冷却を行う場合においても、図９Ａに模式的に示すように、例えばガラス原板１０に対し破線ｘ１の位置で示す横方向と、破線ｙ１及びｙ２で示す縦方向にレーザ光を照射及び強制冷却を行って切断を行うと、レーザ光を縦横に照射する交差点ａにおいて、図９Ｂに示すようにバリ１１や欠け１２が生じてしまうという問題があった。
この交差点ａにおいては、図９Ｃに示すように切断面が垂直となることが望ましいが、実際には切断面が傾斜したり湾曲したりしてしまい、寸法精度の悪化を招来し、生産性及び歩留りの低下、更にはコストの増大化が問題となっている。
【０００８】
本発明は、ガラス原板から所定の寸法のガラス基板を切断するにあたって、上述したようなその切断面におけるひび、欠けが生じず、従ってこの部分からの粉砕粉の発生を回避し、更に強度特性にも優れたタッチパネル用ガラス基板、タッチパネル及び携帯端末を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくともレーザ光の照射により切断されて成るタッチパネル用のガラス基板であって、ガラス基板の切断側面の表面粗さが５０ｎｍ以下であり、切断側面のレーザ痕の深さを０．０６ｍｍ以上とし、静荷重試験による強度が５５ｋｇｆ以上９０ｋｇｆ以下として構成する。
また本発明は、上述の構成において、レーザ痕の深さを、ガラス基板の第１の切断側面と、この第１の切断側面とは異なる第２の切断側面とにおいて異なる構成とする。
【００１０】
更に本発明は、上述のレーザ痕の深さを、第１及び第２の切断側面において、２％以上異ならせる構成とする。
【００１１】
また更に本発明は、上述の各構成において、レーザ痕が、ガラス基板の第１の切断側面において、このガラス基板の第１の主面から所定の深さをもって形成され、第１の切断側面とは異なる第２の切断側面において、第１の主面の裏面である第２の主面から所定の深さをもって形成される構成とする。
【００１２】
例えば、ガラス原板に対し、レーザ光の照射及び強制冷却を行うガラスの切断方法にあって、ガラス原板に対する第１の切断方向と、この第１の切断方向とは異なる第２の切断方向とにおいて、レーザ光のレーザパワー又は送り速度を変えて切断を行う。
また、上述のガラスの切断方法において、レーザ光のレーザパワー又は送り速度を、第１の切断方向と第２の切断方向とにおいて４％以上変える。
【００１３】
更に、ガラス原板に対し、レーザ光の照射及び強制冷却を行うガラスの切断方法にあって、ガラス原板に対する第１の切断方向の切断を、ガラス原板の第１の主面からレーザ光を照射して行い、ガラス原板に対する第１の切断方向とは異なる第２の切断方向の切断を、第１の主面の裏面である第２の主面からレーザ光を照射して行う。
【００１４】
また更に本発明は、上述の構成によるタッチパネル用のガラス基板を、ガラス基板上に光透過性導電層が形成され、このガラス基板とは所定の間隔をもってフィルム基材が対向配置されて成るタッチパネルに用いる構成とする。
更に本発明は、上述の構成によるタッチパネル用のガラス基板を、タッチパネルを有する携帯端末に用いる構成とする。
【００１５】
上述したように、レーザ光の照射及び強制冷却を行うガラスの切断方法において、ガラス基板の第１の切断側面と第２の切断側面とにおいて、レーザ痕の深さが異なるように、レーザパワー又はレーザ光の送り速度を異ならしめて照射し、その直後に強制冷却を行って切断することによって、第１及び第２の切断側面の交差部においてひび、バリの発生を回避することができ、所望の寸法精度をもってガラス基板を切断することができた。
【００１６】
更に、ガラス基板の第１の切断方向による切断と、第２の切断方向による切断とを、それぞれガラス基板の異なる主面（表面と裏面）からレーザ光を照射して行うことによって、いわば異なる切断側面においてレーザ痕を上下に分離させて切断することによって、同様に第１及び第２の切断側面の交差部においてひび、バリの発生を回避することができ、所望の寸法精度をもってガラス基板を切断することができた。
【００１７】
これは、レーザ光照射による加熱と、その後の強制冷却によって生じる歪みの応力を、切断側面の交差部において２方向に生じさせることを回避し、ガラス切断の垂直方向、即ちガラス基板の主面と垂直な方向のみに応力を生じさせて切断を行わしめることができたためと思われる。
【００１８】
このようなガラスの切断方法によれば、切断側面の表面の粗さが５０ｎｍ以下とされ、側面の化学処理が不要なガラス基板を得ることができ、またその静荷重測定による強度を５５ｋｇｆ以上の保持することができた。
しかも、ひび及びバリが生じることなく、所望の寸法精度の薄型のガラス基板を生産性、歩留り良く製造することができて、タッチパネルや携帯端末に本発明によるガラス基板を用いる場合は、生産性、歩留りの向上及びコストの低減化をはかることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるガラス基板及びガラスの切断方法の実施の形態とこれに基づく実施例及び比較例を、図面を参照して詳細に説明する。以下の例においては、タッチパネルを具備する携帯端末のガラス基板とその切断方法に本発明を適用した場合について説明するが、本発明はその他本発明構成を逸脱しない範囲で種々の変形、変更が可能であることはいうまでもない。
【００２０】
図１Ａ〜Ｄにおいては、本発明構成によるガラス基板１の模式的な構成を示す。このガラス基板１の材料としては、Ｎａ、Ｋ及びＳｉＯ2 より成るいわゆるソーダガラスの他、無アルカリガラスを用いることもできる。
図１Ａに示すように、ガラス基板１は第１の主面１Ａ及び第２の主面１Ｂを有し、例えば矢印ｘ及びｙで示す直交する２方向に沿う第１の側面３Ａ及び第２の側面３Ｂを有する。
そして本発明によるガラス基板は、図１Ｂに示すように、第１の側面３Ａには、第１の主面１Ａからの深さがｄ1 のレーザ痕２Ａが形成され、図１Ｃに示すように、第２の側面３Ｂには、第１の主面１Ａからの深さｄ2 のレーザ痕２Ｂが形成され、上記各深さｄ1 とｄ2 が、ｄ1 ≠ｄ2 とされてなる。
また他の本発明によるガラス基板は、図１Ｂに示すように第１の側面３Ａに第１の主面からの深さがｄ1 とされたレーザ痕２Ａが形成され、図１Ｄに示すように、第２の側面３Ｂには、第２の主面１Ｂからの深さがｄ2 のレーザ痕２Ｂが形成されてなる。この場合は、深さｄ1 及びｄ2 はｄ1 ＝ｄ2 としても、ｄ1 ≠ｄ2 としてもよい。
【００２１】
次にこのようなガラスの切断方法について説明する。
先ず、図２Ａに模式的な平面図を示すように、厚さ例えば０．７ｍｍのソーダガラス等より成るガラス原板１０に対し、図２Ａにおいて破線ｘ１〜ｘ５で示す第１の切断方向と、図２Ａにおいて破線ｙ１〜ｙ５で示す第２の切断方向にレーザ光の照射及び強制冷却による切断を行う。
【００２２】
本発明においては、図２Ｂ及びＣにおいてそれぞれガラス原板１０の第１の主面１Ａ上の切り欠き凹部としてレーザ光の照射領域を示すように、第１及び第２の切断方向におけるレーザ照射部の切断深さを異ならしめる。
即ち、図２Ａにおける破線ｘ1 〜ｘ5 に対応する第１の切断方向においては、図２Ｂに示すように、矢印ｘ1'〜ｘ5'で示す図２Ｂの紙面に垂直な方向にレーザ光を走査照射するにあたって、第１の切断方向の深さをｄ1 とする。
そして、図２Ａにおける破線ｙ1 〜ｙ5 に対応する第２の切断方向においては、図２Ｃに示すように、矢印ｙ1'〜ｙ5'で示す図２Ｃの紙面に垂直な方向にレーザ光を走査照射するにあたって、この第２の切断方向の深さｄ2 を上記ｄ1 とは異なる深さとなるようにレーザ光の照射を行う。
【００２３】
この各切断方向における深さを異ならしめる具体的な方法としては、照射するレーザ光のレーザパワー又は送り速度を異ならしめる方法を採ることができる。
レーザ光照射の条件変化による加工深さの定量的な測定は、これまで定義そのものが統一されておらず、数値化することは一般的に行われていないが、簡単のため、本明細書においては単位面積当たりに照射するエネルギーとレーザ加工深さとが比例するとして後述する実施例及び比較例を行った。
【００２４】
また、他の本発明においては、図３Ａ〜Ｃにおいて模式的に示すように、レーザ光の照射をガラス原板１０の第１の主面１Ａ側と、第２の主面１Ｂ側とからそれぞれ行う。
即ち、図３Ａにおいて破線ｘ1 〜ｘ5 で示す第１の切断方向の切断は、図３Ｂに模式的に矢印ｘ1'〜ｘ5'で示すように、図３Ａの紙面に垂直な方向にレーザ光を走査照射するにあたって、ガラス原板１０の第１の主面１Ａ上にレーザ光を照射して切断を行う。
そして、図３Ａにおいて破線ｙ1 〜ｙ5 で示す第２の切断方向の切断は、図３Ｃに模式的に矢印ｙ1'〜ｙ5'で示すように、図３Ｃの紙面に垂直な方向にレーザ光を走査照射するにあたって、ガラス原板１０の第２の主面１Ｂ上からレーザ光の照射を行って切断する。
【００２５】
尚、上述の図２Ｂ、Ｃ及び図３Ｂ、Ｃにおいて、レーザ光を照射する領域において切り欠き凹部として切断部を模式的に示したが、この切断部は、図１Ａ〜Ｄにおいて説明した切断側面におけるレーザ痕２を構成する領域を模式的に表すものであり、レーザ照射及び強制冷却によって、この切り欠き凹部に相当する主面直下にレーザ痕が形成され、その下部に基板の主面に垂直な切断側面が形成される。
【００２６】
また、上述のいずれの場合においても、レーザ光を走査照射した直後に、例えばエタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、アセトン等の揮発性物質や、空気又はＮ2 ガス等の圧縮ガスを噴出するノズルをレーザ光スポットに近接させて走査させ、レーザ光照射直後に強制冷却を行うようにする。
【００２７】
【実施例】
次に、上述の本発明によるガラスの切断方法によって、以下の実施例１〜１０、比較例１〜５で示すガラス基板の切断を行い、本発明による寸法精度の有意な効果を確認した。
以下の実施例及び比較例においては、厚さ０．７ｍｍのソーダガラスより成るガラス原板１０を用意し、これに対し、レーザパワー５０Ｗの炭酸ガスレーザの照射及びエタノールのノズルからの噴射による強制冷却を行って、目標寸法として横８７．６５ｍｍ、縦６４．６５ｍｍのタッチパネル用のガラス基板の切断を行った。
上述の図２Ａにおいて破線ｘ1 〜ｘ5 で示す第１の切断方向において、炭酸ガスレーザのレーザ送り速度を４．８ｍ／分として走査照射し、また上述の図２Ａにおいて破線ｙ1 〜ｙ5 で示す第２の切断方向において、炭酸ガスレーザのレーザ送り速度を５．２ｍ／分として走査照射してそれぞれ実施例１〜５のガラス基板の切断を行った。
【００２８】
これら実施例１〜５における各ガラス基板の上下両端部での横寸法を横寸法１、２とし、また左右両端部での縦寸法を縦寸法１、２として下記の表１に記載した。寸法単位は全てｍｍである。
【００２９】
【表１】
また、比較例１〜５として、同様の材料構成のガラス原板から、上記実施例１〜５と同様の目標寸法のガラス基板を、レーザ送り速度は４．８ｍ／分として固定して切断を行った。この結果を下記の表２に示す。
【００３１】
【表２】
この結果から、本発明によるガラスの切断方法、即ち第１及び第２の切断方向においてレーザ光の送り速度を異ならしめる方法による実施例１〜５においては、その切断後の寸法形状を、目標とする寸法に対しプラス誤差で最大で０．１５ｍｍ、マイナス誤差は０．００ｍｍに抑えて形成することができた。
これに対し、レーザ光の送り速度を同一とする比較例１〜５においては、プラス誤差で最大０．３ｍｍ、マイナス誤差では−０．３１ｍｍと寸法形状のばらつきを生じることがわかった。また、比較例１〜５において、各切断側面において目視にてバリが生じていることを確認した。
【００３３】
尚、上述のレーザ光の送り速度を４．８ｍ／分から４％未満の変化量となる４．９ｍ／分として変化させ、第１及び第２の切断側面を形成したところ、有意な結果を得ることができず、上述の比較例１〜５と同様に、誤差幅０．３ｍｍ程度の寸法精度しか得ることができなかった。また、目視にて切断側面にバリが生じていることが確認された。これに対し、逆り速度を４％以上変化させる例えば５．０ｍ／分とするとき、表１に示す例と同様の誤差幅が得られた。また、切断面にバリは認められなかった。
【００３４】
また、レーザ光のレーザパワーを異ならしめる場合についての考察も行った。第１の切断方向においてレーザパワー５０Ｗ、第２の切断方向においてレーザパワー４８Ｗとして上述の実施例１〜５と同様の材料構成をもってガラス基板の切断を行ったところ、上述の各実施例と同様に、誤差幅０．１５ｍｍ程度の寸法精度をもってガラス基板を切断することできた。
【００３５】
更にこの場合においても、レーザパワーの変化量を４％未満として第１及び第２の切断方向においてレーザの照射及び強制冷却を行ってガラスの切断を行ったところ、上述の各比較例と同様に、誤差幅が０．３ｍｍ程度以上となり、しかも目視にてバリが生じていることが確認された。
【００３６】
従って、本発明においては、レーザ痕の深さを異ならしめる具体的な方法として、レーザ光の送り速度及びレーザパワーを４％以上異ならしめて照射するものとする。
【００３７】
また、レーザ痕の深さとしては、以下の測定結果から、０．０６ｍｍ以上の深さが必要であることがわかった。
以下の例においては、厚さ０．７ｍｍ及び０．５５ｍｍのソーダガラスより成るガラス原板を用意した。上述の第１及び第２の切断方向において、レーザ痕の深さを異ならしめて、浅い方のレーザ痕の深さと、各切断後のガラス基板に対する静荷重強度を測定した。静荷重強度は、通常のガラス破壊強度測定装置により測定した加圧子の直径は２０ｍｍ、加圧速度は１ｍｍ／秒とした。この結果を、以下の表３に示す。
【００３８】
【表３】
この結果からわかるように、レーザ痕の深さが０．０６ｍｍ未満の０．０４ｍｍの場合は、静荷重強度が２８ｋｇｆ以下と格段に劣ることがわかる。これに対し、レーザ痕の深さを０．０６ｍｍとした場合は、レーザ痕深さが０．０４ｍｍの場合と比較して、静荷重強度が厚さ０．７ｍｍのガラスで２１ｋｇｆ、厚さ０．５５ｍｍのガラスで１２ｋｇｆも強度が増加している。
従って、本発明によるガラス基板においては、そのレーザ痕の深さを０．６ｍｍ以上に選定するものである。
【００４０】
次に、レーザ照射によって、第１の切断方向と第２の切断方向とにおいて、ガラス原板の第１及び第２の主面から切断を行う場合について測定した結果を示す。
実施例６〜１０においては、第１の主面と第２の主面からレーザパワー５０Ｗ、レーザ送り速度を４．８ｍ／分としてレーザ光の照射及び強制冷却による切断を行い、切断された各ガラス基板の寸法精度を上述の実施例１〜５及び比較例１〜と５と同様に測定した。表４において寸法単位はｍｍである。
【００４１】
【表４】
この結果からわかるように、第１及び第２の主面からレーザ光を照射する場合には、寸法誤差がプラス誤差で０．０５ｍｍ、マイナス誤差で０．００ｍｍであり、誤差幅を０．０５ｍｍ以下に抑制できることがわかる。
【００４３】
また、上述の各実施例１〜１０における切断側面の表面粗さをＡＦＭ（Atomic Force Microscope;原子間力電子顕微鏡）により測定したところ、全ての実施例において、表面粗さは５０ｎｍ以下に抑制できることがわかった。
【００４４】
更に、これらの実施例を含め、本発明により切断したガラス基板と、超硬ローラーカットにより切断したガラス基板との静荷重強度を測定した結果を図４に示す。この場合においても静荷重強度は、通常のガラス強度測定装置により測定した。加圧子の直径は２０ｍｍ、加圧速度は１ｍｍ／秒とした。図４において、実線ａは本発明によるガラス基板、実線ｂは超硬ローラー切断による従来構成のガラス基板である。サンプル数のピークは、本発明では６５ｋｇｆ程度の静荷重強度であり、従来構成のガラス基板では３０ｋｇｆ程度の強度しか得られていない。
【００４５】
この結果から、本発明のガラス切断方法により切断したガラス基板は、ほぼ４５ｋｇｆ程度以上の静荷重強度を有することがわかる。
【００４６】
このような従来に比し強度特性に優れたガラス基板をタッチパネルに適用した例を図５Ａ及びＢに模式的に示す。図５Ａにおいては、タッチパネルに適用したガラス基板を載置固定するフレーム２１を示す。フレーム２１はＡｌ合金等より成り、液晶型表示装置、有機ＥＬ（Electro Luminescence）型表示装置等の各種表示体上に固定配置され、表示面に対応する位置に窓抜部２２が形成されて成る。
【００４７】
図５Ｂに、このフレーム２１上にタッチパネル３０を固定載置した状態の模式的な断面構成を示す。タッチパネル３０は、ガラス基板１上に、図示しないがＩＴＯ（Ｉｎ−Ｓｎの複合酸化物）等より成る光透過性の導電層が所定のパターンにスパッタリング等により形成されて成り、この上に、アクリル樹脂等より成るスペーサを介して、内側にＩＴＯ等の光透過性の導電層がパターン形成されたフィルム基材３１がガラス基板１と所定の間隔をもって対向配置され、例えば外縁部３２において、例えば粘着テープ等により、数μｍ程度の間隔をもって支持及び固定されて構成される。
【００４８】
本発明においては、ガラス基板１の強度を高めると共に、特にこのフレーム２１の窓抜部内端縁部２３を、図６Ａ〜Ｃに模式的に示すように、各種加工を施した形状として構成する。例えば、図６Ａに示すように、半径ｒが０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の周面部２３ａ、いわゆるＲ面を設ける。
または、図６Ｂに示すように、内端縁部からの長さｌが０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下、ガラス基板と平行な面からの角度θが１０°以上４５°以下の斜面部２３ｂを設ける。
更にまたは、図６Ｃに示すように、内端縁部からの幅ｗが０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下、ガラス基板と対向する面からの段差高ｈが０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の段差部２３ｃを設ける。
【００４９】
このように窓抜部内端縁部２３を加工することによって、このフレーム２１上にテープ、糊等によって固着されるガラス基材の耐荷重強度を増大化することができた。
【００５０】
尚、上述のフレーム２１の窓抜部内端縁部２３に周面部を形成する場合は、半径ｒを０．２ｍｍ未満とすると著しく歩留りが低下し、また０．５ｍｍを越える場合はガラス割れに対して有効であるが、製造工程において作業性の低下を来す。従って、周面部を構成する場合は、半径ｒを０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲とすることが望ましい。
また、窓抜部内端縁部２３に斜面部を形成する場合、０．２ｍｍの長さｌで角度θが４５°以上になると、歩留りの変化が見られない。長さｌが０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲で角度θを１０〜４５°とするときに、安定した強度が得られることから、斜面部を構成するときは、上述の範囲に選定することが望ましい。
更に、段差部を設ける場合においても、上述したように段差幅ｗを０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ、段差高ｈを０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲に選定する場合に、ガラス強度に有意な効果を得ることができた。従って、段差部の形状は上述の範囲に選定することが望ましい。
【００５１】
このように、タッチパネルを固定配置する表示体上のフレームの窓抜部内端縁部に周面部、斜面部または段差部を形成することによって、更にガラスの耐荷重強度を高めることができ、製品の強度の向上を高めることができる。
【００５２】
尚、ガラス基板の材料としては、上述したようにソーダガラス等を用いることができるが、フロート法により製造されたガラス基板を用いる場合は、以下の方法により更に強度を保持することができる。
フロート法とは、溶融Ｓｎ上にガラス材料を板状に溶かし流して、溶融Ｓｎとは接していない側の表面に圧縮応力を生じさせてこの面の平坦度を向上させるガラスの製造方法である。このフロート法により製造されたガラス基板は、図７Ａに模式的に示すように、フロート面側（溶融Ｓｎと接していた面）とは反対側の面において圧縮応力ｐ1 及びｐ2 が生じる。ここに、フロート面３側から矢印ｇ1 で示すように荷重を負荷すると、圧縮応力ｐ1 及びｐ2 を相殺する方向に張力が生じる。
【００５３】
図７Ｂに示すように、負荷荷重ｇ2 が小さい場合は張力ｔ1 及びｔ2 を圧縮応力ｐ1 及びｐ2 で相殺し、図７Ｃに示すように、負荷荷重ｇ3 が大きくなると、張力ｔ1 ’及びｔ2 ’と圧縮応力ｐ1 及びｐ2 がつりあう。ガラス基板１は通常この状態まで耐荷重強度が保持される。更に負荷荷重が大きくなると、図７Ｄに示すようにガラス基板１は破壊される。
【００５４】
このように、フロート法によって製造されたガラス基板は、表面に圧縮応力を有することから、その裏面からの耐荷重強度が他のガラス基板に比して高い。
しかしながら、このガラス基板１をタッチパネルのガラス基板に適用する場合、光透過性導電層、ＳｉＯ2 被膜等をスパッタリング法、蒸着法、ディップ法などにより成膜する場合にガラス基板が３００℃以上の高温に加熱される。
【００５５】
このとき、フロート法によって製造されたガラス基板の持つ圧縮応力が熱によって開放されてしまうアニール効果により、本来の耐荷重強度を保持することができなくなってしまう。つまり、上述の図７Ａ〜Ｃにおいて説明した圧縮応力に起因する強度が消失してしまうこととなる。これにより、フロート面３からの耐荷重強度が劣化してしまう。
【００５６】
本発明者等は、上述のスパッタリング法或いは蒸着法によりＩＴＯ等の導電層を成膜する際に、２００℃以下の低温成膜法を用いることによって、応力の熱による開放を低減化させることができ、成膜後の耐荷重強度において有意な差を得ることができた。
【００５７】
以下の表５は、従来のスパッタリングによる成膜後のガラス基板と、低温スパッタリングによる成膜後のガラス基板とのサンプル数、平均耐荷重強度（Ｎ）、その標準偏差、最小値及び最大値を示したものである。
【００５８】
【表５】
この表５らわかるように、従来による成膜後のガラス基板は、平均値でおよそ９Ｎ耐荷重が劣化するのに対し、２００℃以下の低温スパッタリングによる場合は、およそ２Ｎ程度の耐荷重劣化に止まっている。
従って、ガラス基板上に２００℃以下の低温スパッタリング法によってＩＴＯ等の光透過性の導電層を形成することによって、フロート法により製造した場合のガラス基板の本来もつ強度を保持することができ、更に製品の強度を保持することができて、製品の信頼性の向上をはかることができることがわかる。
【００６０】
上述したように、本発明によれば、ガラスの切断方法において、第１及び第２の切断方法におけるレーザ光のレーザパワーまたはレーザ光の走査移動速度を変えて切断を行い、切断後のガラス基板の切断側面におけるレーザ痕の深さを異ならしめることによって、切断側面における傾斜面や湾曲面の発生を回避し、垂直な切断側面をもってガラス基板を形成することができる。
【００６１】
尚、上述の各例においては、ガラス基板をタッチパネル又は携帯端末上のタッチパネルに適用した場合について説明したが、本発明は、上述の本発明構成を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能であることはいうまでもない。例えば、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ＰＯＳ(Point Of Sales)、ＡＴＭ（Automatic Teller Machine）等種々の表示体に用いられるガラス基板に適用することができる。
【００６２】
【発明の効果】
上述したように、ガラスの切断方法において、切断後のガラス基板の切断独面におけるレーザ痕の深さを異ならしめることによって、またガラス基板１の第１及び第２の主面からレーザ痕を形成することによって、ガラス切断側面におけるひび、欠けの発生を回避し、粉砕粉の付着のないガラス基板を所望の寸法精度もって歩留り良く、また生産性良く製造することができる。
【００６３】
このようなガラスの切断方法によれば、切断側面においてクラックの発生を抑制し、これに起因するガラス割れの減少と、ガラスの欠けの激減によって、特性に優れたタッチパネル用のガラス基板を提供することができる。
また、ガラスの静荷重強度を従来に比して高い５５ｋｇｆ程度以上に向上させることができ、このガラス基板を用いたタッチパネルにおいて製品の強度の向上をはかることができる。
【００６４】
特に、タッチパネル特有の入力時の圧力、また生活上の不可抗力により加わる荷重、衝撃に対する強度を高めることができ、製品故障の低減化、消費者からのクレームの削減をはかることが可能となる。
【００６５】
本発明によれば、タッチパネル、携帯端末等における製品自体の信頼性の向上、耐久性及び品質の向上をはかることができ、更にガラス基板の薄型化を可能とし、タッチパネル及び携帯端末の薄型化、小型軽量化をはかることができる。
【００６６】
また、小型化をはからない場合に基板の薄型化をはかることによって、省スペース化による機能付加による製品の高機能化も可能となり、また製品組立精度の向上と品質のばらつきの低減化をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａはガラス基板の一例の模式的な斜視図である。
Ｂはガラス基板の一例の模式的な要部側面図である。
Ｃはガラス基板の一例の模式的な要部側面図である。
Ｄはガラス基板の一例の模式的な要部側面図である。
【図２】Ａはガラスの切断方法の一例の説明図である。
Ｂはガラスの切断方法の一例の説明図である。
Ｃはガラスの切断方法の一例の説明図である。
【図３】Ａはガラスの切断方法の一例の説明図である。
Ｂはガラスの切断方法の一例の説明図である。
Ｃはガラスの切断方法の一例の説明図である。
【図４】ガラス基板の耐荷重強度のサンプル分布を示す図である。
【図５】Ａはタッチパネルのフレームの模式的な平面図である。
Ｂはタッチパネルのフレームの模式的な断面図である。
【図６】Ａはタッチパネルのフレームの窓抜部内端縁部の説明図である。
Ｂはタッチパネルのフレームの窓抜部内端縁部の説明図である。
Ｃはタッチパネルのフレームの窓抜部内端縁部の説明図である。
【図７】Ａはガラス基板の強度の説明図である。
Ｂはガラス基板の強度の説明図である。
Ｃはガラス基板の強度の説明図である。
Ｄはガラス基板の強度の説明図である。
【図８】従来のガラス基板の一例の模式的な断面図である。
【図９】Ａはガラス切断方法の説明図である。
Ｂはガラス切断側面の説明図である。
Ｃはガラス切断側面の説明図である。
【符号の説明】
１…ガラス基板、１Ａ…第１の主面、１Ｂ…第２の主面、２…レーザ痕、２Ａ…レーザ痕、２Ｂ…レーザ痕、１０…ガラス原板、２１…フレーム、２２…窓抜部、２３…窓抜部内端縁部、２３ａ…周面部、２３ｂ…斜面部、２３ｃ…段差部、３０…タッチパネル、３１…フィルム基材、３２…外縁部
Claims (8)
- 少なくともレーザ光の照射により切断されて成るタッチパネル用のガラス基板であって、
上記ガラス基板の切断側面の表面粗さが５０ｎｍ以下であり、
上記切断側面のレーザ痕の深さが０．０６ｍｍ以上であって、
上記ガラス基板は、静荷重試験による強度が５５ｋｇｆ以上９０ｋｇｆ以下である
ことを特徴とするタッチパネル用のガラス基板。 - 上記ガラス基板の上記切断側面において、ひび及び粉砕粉がないことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル用のガラス基板。
- 上記レーザ痕の深さが、上記ガラス基板の第１の切断側面と、該第１の切断側面とは異なる第２の切断側面とにおいて異なることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル用のガラス基板。
- 上記レーザ痕の深さが、上記第１及び第２の切断側面において、２％以上異なることを特徴とする請求項３に記載のタッチパネル用のガラス基板。
- 上記レーザ痕が、上記ガラス基板の第１の切断側面において、上記ガラス基板の第１の主面から所定の深さをもって形成され、上記第１の切断側面とは異なる第２の切断側面において、上記第１の主面の裏面である第２の主面から所定の深さをもって形成されて成ることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル用のガラス基板。
- 上記ガラス基板の厚さが、０．２５ｍｍ以上０．７ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル用のガラス基板。
- ガラス基板上に光透過性導電層が形成され、上記ガラス基板とは所定の間隔をもってフィルム基材が対向配置されて成るタッチパネルであって、
上記ガラス基板は、少なくともレーザ光の照射により切断されて成り、
上記ガラス基板の切断側面の表面粗さが５０ｎｍ以下であり、
上記切断側面のレーザ痕の深さが０．０６ｍｍ以上であって、
上記ガラス基板は、静荷重試験による強度が５５ｋｇｆ以上９０ｋｇｆ以下である
ことを特徴とするタッチパネル。 - ガラス基板上に光透過性導電層が形成され、上記ガラス基板とは所定の間隔をもってフィルム基材が対向配置されて成るタッチパネルを有する携帯端末であって、
上記ガラス基板は、少なくともレーザ光の照射により切断されて成り、
上記ガラス基板の切断側面の表面粗さが５０ｎｍ以下であり、
上記切断側面のレーザ痕の深さが０．０６ｍｍ以上であって、
上記ガラス基板は、静荷重試験による強度が５５ｋｇｆ以上９０ｋｇｆ以下である
ことを特徴とする携帯端末。
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