玻璃基体的成型方法技术

一种玻璃基体的成型方法，其中，使至少模具表面具有导电性的旋转或轮转的成型模具的上述模具表面与具有一对主面且包含含有碱金属氧化物的玻璃材料的玻璃基体的上述主面中的一个主面接触，并且，一边在将上述玻璃基体的与上述模具表面接触的接触面保持在高于100℃且(Tg+50℃)以下(其中，Tg表示上述玻璃材料的玻璃化转变温度)的温度的状态下，对上述玻璃基体施加使上述接触面侧相对于相反的主面侧为高电压的直流电压，一边使上述成型模具旋转或轮转，同时使上述成型模具或上述玻璃基体沿与上述玻璃基体的接触面平行的方向按照上述成型模具的旋转或轮转速度进行移动，从而将上述玻璃基体的上述接触面成型。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】玻璃基体的成型方法
本专利技术涉及玻璃基体的成型方法。
技术介绍
例如，对于平板显示器、投影仪等显示装置而言，为了使更多的光透过而实现亮度高的图像，在各像素的前后设置有利用微细的凹凸结构而具有透镜功能、光散射功能的光学元件。另外，对于使用了MEMS(MicroElectroMechanicalSystem，微机电系统)的微型化学分析装置、化学合成装置、基于MEMS的流体控制系统而言，在玻璃表面形成微细的凹凸结构，将它们接合而制作出液体的流路、各种分析反应机构。因此，要求用于按照目的在玻璃表面形成微细的凹凸结构的有效的方法。一直以来，为了制造在表面具有微细的凹凸形状的图案的玻璃成型体，使用利用成型用模具将微细图案进行转印而形成的方法。该方法是通过将在模具表面形成有凹凸形状的微细图案的平板状成型模具按压在加热至软化温度的玻璃上而将模具表面的微细图案转印至玻璃的方法(例如参见专利文献1)。但是，该方法中，需要将玻璃和成型模具加热至玻璃发生软化的高温度，成型所需的时间变长，因此，存在生产率低、作业成本提高的问题。另外，需要利用高温下的耐久性优良的耐热性材料来形成成型模具，因此，存在构成成型装置的材料成本提高的问题。此外，在转印后的冷却工序中，有可能在转印至玻璃的微细图案中发生变形，难以进行高精度的转印。为了解决这样的问题，并且在不加载大载荷的情况下将玻璃成型，在专利文献2中提出了下述方法。即，提出了如下方法：将玻璃材料和平板状成型模具加热至相对于玻璃材料的玻璃化转变温度Tg为Tg-150℃<T<Tg+100℃的范围的温度T，在保持接触的状态下向玻璃材料与成型模具之间施加直流电压(优选为100V以上且2000V以下)，从而在玻璃材料与成型模具的表面之间产生静电引力，利用该静电引力进行加压，从而进行成型。但是，在专利文献2所记载的方法中，虽然转印至玻璃的微细图案的凹凸具有一定程度的高低差，但是还不充分。另外，在该方法中，进行转印处理的玻璃基板的面积被限定为成型模具的模具表面的面积以下，因此，为了对大面积的玻璃基板进行处理，需要大型的成型模具，存在设备成本显著升高的问题。此外，作为液晶显示器等的保护玻璃用玻璃基板，要求不会使各种功能膜的特性劣化的玻璃基板。即，一直以来，对于液晶显示器等显示装置的保护玻璃用玻璃基板、特别是在表面形成金属或氧化物的薄膜的玻璃基板而言，如果在玻璃中含有碱金属氧化物，则在玻璃表面溶出的碱金属离子在薄膜中扩散而使得膜特性劣化。因此，使用实质上不含碱金属离子的无碱玻璃。但是，要求使用含有碱金属离子的通常的玻璃基板且与无碱玻璃基板同样地可用作上述液晶显示器等的保护玻璃用玻璃基板的玻璃基板。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-161405号公报专利文献2：国际公开2008/123293号
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术是为了解决上述问题而作出的，其目的在于提供即使是大面积的玻璃基体也能够以低成本进行成型的方法。特别是，目的在于提供能够以低成本将成型模具的微细的凹凸图案转印/形成于大面积的玻璃基体的主面并且能够提高凹凸的高低差的方法。用于解决问题的手段本专利技术的玻璃基体的成型方法的特征在于，使至少模具表面具有导电性的旋转或轮转的成型模具的上述模具表面与具有一对主面且包含含有碱金属氧化物的玻璃材料的玻璃基体的上述主面中的一个主面接触，并且，一边在将上述玻璃基体的与上述模具表面接触的接触面保持在高于100℃且(Tg+50℃)以下(其中，Tg表示上述玻璃材料的玻璃化转变温度)的温度的状态下，对上述玻璃基体施加使上述接触面侧相对于相反的主面侧为高电压的直流电压，一边使上述成型模具旋转或轮转，同时使上述成型模具或上述玻璃基体沿与上述玻璃基体的接触面平行的方向按照上述成型模具的旋转或轮转速度进行移动，从而将上述玻璃基体的上述接触面成型。另外，本专利技术的玻璃基体的成型方法的特征在于，使至少模具表面具有导电性的旋转或轮转的成型模具的上述模具表面与具有一对主面且包含含有碱金属氧化物的玻璃材料的玻璃基体的上述主面中的一个主面接触，并且，一边在将上述玻璃基体的与上述模具表面接触的接触面保持在高于100℃且(Tg+50℃)以下(其中，Tg表示上述玻璃材料的玻璃化转变温度)的温度的状态下，对上述玻璃基体施加使上述接触面侧为正且使相反的主面侧接地或为负的直流电压，一边使上述成型模具旋转或轮转，同时使上述成型模具或上述玻璃基体沿与上述玻璃基体的接触面平行的方向按照上述成型模具的旋转或轮转速度进行移动，从而将上述玻璃基体的上述接触面进行成型。在本专利技术的玻璃基体的成型方法中，上述成型模具优选具有形成有凹凸形状的微细图案的模具表面。另外，上述直流电压的施加能够在上述模具表面与上述主面中的一个主面之间不产生电晕放电。另外，优选将上述玻璃基体的上述接触面成型后进一步对该接触面进行蚀刻。并且，上述玻璃基体优选包含以合计大于15质量％的比例含有碱金属氧化物和碱土金属氧化物的玻璃材料。另外，在上述成型中，优选将上述成型模具的模具表面与上述玻璃基体的接触面一起保持在高于100℃且(Tg+50℃)以下的温度。另外，上述直流电压优选为1V～1000V的范围。另外，在上述成型中，优选对上述玻璃基体的接触面施加0.1MPa～10MPa的压力。并且，上述成型优选在以空气或氮气为主体的气氛中进行。此外，优选将上述玻璃基体配置于导电性基底上，并施加使上述成型模具的模具表面为正极且使上述基底接地或为负极的直流电压。专利技术效果根据本专利技术的成型方法，对于大面积的玻璃基体，能够在不使用大型(大面积)的成型模具的情况下进行成型，能够进行低成本的成型。特别是，通过使用在模具表面形成有凹凸形状的微细图案(以下有时简称为微细图案或凹凸图案)的成型模具，能够将模具表面的凹凸图案高精度地转印至玻璃基体的接触面，能够以低成本得到凹凸的高低差足够高的玻璃成型体。附图说明图1是用于说明本专利技术的成型方法的图。图2A是对本专利技术的成型方法的实施方式中由对玻璃基体的电压施加而引起的碱金属离子的迁移与利用成型模具的凹凸图案的转印的关系进行说明的图。图2B是对本专利技术的成型方法的实施方式中由对玻璃基体的电压施加而引起的碱金属离子的迁移与利用成型模具的凹凸图案的转印的关系进行说明的图。图2C是对本专利技术的成型方法的实施方式中由对玻璃基体的电压施加而引起的碱金属离子的迁移与利用成型模具的凹凸图案的转印的关系进行说明的图。图3是示出本专利技术的成型方法中使用的成型装置的第一例的示意性构成的图。图4是示出本专利技术的成型方法中使用的成型装置的第二例的示意性构成的图。图5是示出本专利技术的成型方法中使用的成型装置的第三例的示意性构成的图。图6是示出本专利技术的成型方法中使用的成型装置的第四例的示意性构成的图。图7是示出本专利技术的成型方法中使用的成型装置的第五例的示意性构成的图。图8是示出本专利技术的成型方法中使用的成型装置的第六例的示意性构成的图。图9是示出本专利技术的成型方法中使用的成型装置的第七例的示意性构成的图。图10是示出本专利技术的成型方法中使用的成型装置的第八例的示意性构成的图。图11是表示实施例1～3中蚀刻时间与在玻璃基板的成型面上形成的凹凸的高差(玻璃高差)的关系的图。具体实施方式以下对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃基体的成型方法，其特征在于，使至少模具表面具有导电性的旋转或轮转的成型模具的所述模具表面与具有一对主面且包含含有碱金属氧化物的玻璃材料的玻璃基体的所述主面中的一个主面接触，并且，一边在将所述玻璃基体的与所述模具表面接触的接触面保持在高于100℃且(Tg+50℃)以下(其中，Tg表示所述玻璃材料的玻璃化转变温度)的温度的状态下，对所述玻璃基体施加使所述接触面侧相对于相反的主面侧为高电压的直流电压，一边使所述成型模具旋转或轮转，同时使所述成型模具或所述玻璃基体沿与所述玻璃基体的接触面平行的方向按照所述成型模具的旋转或轮转速度进行移动，从而将所述玻璃基体的所述接触面成型。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.18 JP 2014-1472991.一种玻璃基体的成型方法，其特征在于，使至少模具表面具有导电性的旋转或轮转的成型模具的所述模具表面与具有一对主面且包含含有碱金属氧化物的玻璃材料的玻璃基体的所述主面中的一个主面接触，并且，一边在将所述玻璃基体的与所述模具表面接触的接触面保持在高于100℃且(Tg+50℃)以下(其中，Tg表示所述玻璃材料的玻璃化转变温度)的温度的状态下，对所述玻璃基体施加使所述接触面侧相对于相反的主面侧为高电压的直流电压，一边使所述成型模具旋转或轮转，同时使所述成型模具或所述玻璃基体沿与所述玻璃基体的接触面平行的方向按照所述成型模具的旋转或轮转速度进行移动，从而将所述玻璃基体的所述接触面成型。2.一种玻璃基体的成型方法，其特征在于，使至少模具表面具有导电性的旋转或轮转的成型模具的所述模具表面与具有一对主面且包含含有碱金属氧化物的玻璃材料的玻璃基体的所述主面中的一个主面接触，并且，一边在将所述玻璃基体的与所述模具表面接触的接触面保持在高于100℃且(Tg+50℃)以下(其中，Tg表示所述玻璃材料的玻璃化转变温度)的温度的状态下，对所述玻璃基体施加使所述接触面侧为正且使相反的主面侧接地或为负的直流电压，一边使所述成型模具旋转或轮转，同时使所述成型模具或所述玻璃基体沿与所述玻璃基体的接触面平行的方向按照所述成型模具的旋转或轮转速度...

【专利技术属性】
技术研发人员：船津志郎，里地启一郎，西井准治，武井将志，平田康史，森章一，
申请(专利权)人：旭硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP