JP2007001789A

JP2007001789A - ガラス表面の研磨方法

Info

Publication number: JP2007001789A
Application number: JP2005181063A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Nishiyama; 智弘西山
Original assignee: NISHAMA STAINLESS CHEM KK; Nishiyama Stainless Chemical Co Ltd
Current assignee: NISHAMA STAINLESS CHEM KK; Nishiyama Stainless Chemical Co Ltd
Priority date: 2005-06-21
Filing date: 2005-06-21
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2025-06-21
Also published as: JP4712454B2

Abstract

【課題】ガラス板の破損や割れが防止され、研磨量が制限されることのないガラス表面研磨方法の提供。
【解決手段】複数の液晶セルを備える貼り合わされたガラス板１ａ、１ｂを載置板２に接置し、ガラス板１ａ、１ｂの端面をマスキングテープ４で被覆する工程と、研磨液貯留槽に載置板２を設置することによりガラス板１ａの上面を研磨する工程と、ガラス板１ａの上面を洗浄する工程と、マスキングテープ４を除去する工程と、を順次行なう研磨方法。この方法は、載置板２をほぼ水平状態に維持したまま行なわれ、途中の研磨と洗浄からなる研磨・洗浄は、複数回繰り返し行なわれることが好適である。
【選択図】図３

Description

本発明は、研磨液によるガラス表面の研磨方法に関するものである。

画像表示装置の一種である液晶ディスプレイは、薄型のフラットパネルディスプレイとして知られている。図５は、液晶ディスプレイパネルの一例を表した断面模式図である。図示のパネルは、一対のガラス基板の間に液晶セル２１を備えた構造をとっている。

図示のパネルの画像表示面となるガラス基板８には、貼り合せ後に外表面となる面に偏光板１５が積層され、その反対面には、カラーフィルター１０がブラックマトリックス１１に区分けされつつ形成され、オーバーコート１２、透明電極１３及び配向膜１４が順次積層されている。他方のガラス基板９には、貼り合せガラス基板の外表面側に偏光板１９が積層され、反対面には、薄膜トランジスタ１６及び透明電極１７が形成され、更に配向膜１８が積層されている。これらガラス基板８、９の貼り合せは、両ガラス基板間に液晶封入領域となる液晶セル２１を確保させるためのスペーサー２０を介在させ、両ガラス基板の配向膜を形成した面を対向させて行われている。このようなガラス基板の偏光膜１５、１９は、ガラス基板８と９を貼り合せた後にその表面上に貼着積層される。

このようなパネルは、液晶ディスプレイの構成物として製造される。この製造では、単一の液晶セルを備えたパネルを製造することも可能であるが、高い製造効率を実現するため、複数の液晶セルを備えたパネルを製造することが主流となっている。

ところで、液晶ディスプレイは、更なる薄型化が追求されており、研磨液でガラス表面を研磨することが一手段として採られている。例えば、特許文献１の液晶ディスプレイパネルの製造方法では、その製造過程において、複数の液晶セルを備える貼り合せガラス板を立てた状態でカセットに収納し、このカセットを研磨液に浸漬して上下に揺動させ、ガラス表面を研磨するとされている。
特開２００２-８７８４４号公報（第０００６段落、図１）

しかし、特許文献１に開示されている研磨方法によれば、外部接触しているガラス板端部に自重が集中することになって、ガラス板端部が破損しやすくなる。このような破損は、研磨の進行に伴いガラス板が薄くなるにつれて、一層生じやすくなる。更に、特許文献１で採用されているカセットの上下揺動を行なうときには、ガラス板と外部との衝突により、ガラス板の破損が激増することになる。

また、研磨に伴って剛性が低下したガラス板は、屈曲することになって、この屈曲を中心にガラス割れが生じる。研磨液への浸漬途中では、ガラス板の自重、研磨液の液流等の様々な要因によって屈曲が生じ、研磨液への浸漬終了後でも、ガラス板をカセットから取り出す際に屈曲が生じることになる。このため、屈曲による割れが生じない程度の研磨量に制限されることになり、ガラス板をより薄型化する障壁となっている。

更に、液晶ディスプレイパネルの研磨においては、ガラス板の研磨進行に伴い次の問題が生じる。図６は、研磨液に浸漬されている貼り合せガラス板の端部断面図であり、図６（ａ）は、研磨液に浸漬直後のガラス板端部を表し、図６（ｂ）は、研磨を進行させたガラス板端部を表す。図６（ａ）に示すとおり、ガラス板８、９の間に液晶セルの外周を囲うシール剤２２を設け、液晶セルが存在するガラス板間への研磨液流入が防止されている。しかし、図６（ｂ）に表す通り、研磨の進行により、シール剤２２の量が不十分な部分において隙間２３が生じ、その結果、防止しなければならないガラス板間への研磨液の侵入を許すことになる。この研磨液の侵入を防止するために、研磨量が制限される問題があった。

本発明は、上記事情に鑑み、ガラス板の破損や割れが防止され、その上、研磨量が制限されることのないガラス表面研磨方法を提供することを目的とする。

本発明は、研磨液をガラス板表面に接触させるガラス表面の研磨方法において、水平な載置板面上にガラス板を接置した後に前記ガラス板の端面を被覆する端面被覆工程と、前記ガラス板の上面に研磨液を接触させる研磨工程と、前記ガラス板の上面を洗浄する洗浄工程と、前記ガラス板の端面を露出させる端面露出工程と、を順次行なうことを特徴とするガラス表面の研磨方法である。

前記ガラス板は、一対のガラス板を貼り合せた貼合板であって、前記一対のガラス板間には配置物が備えられているものであっても良い。貼合板は、例えば、フラットパネルディスプレイの製造工程途中で製造され、ガラス板間に液晶セルを備える液晶ディスプレイパネルが挙げられる。

前記端面被覆工程において、載置板との接置面の反対面となるガラス板上面の端部を被覆すると、研磨後、ガラス板には未研磨部分が残存し、未研磨部分のないガラス板よりもガラスの屈曲が小さくなる。また、端面被覆は、テープ部材により被覆を行うと良く、研磨液との接触を回避する必要がある端面にテープを被覆すると良い。

前記研磨工程と洗浄工程からなる研磨・洗浄工程を複数回行うことが、研磨されたガラス表面の平坦性が向上するので、好適である。

上記のように構成された発明によれば、表面研磨過程において、自重の集中がなく、薄型化に伴う剛性低下によるガラス板の屈曲が生じることがないので、損傷や割れを防止しつつガラス板表面の研磨を行なうことができる。また、貼り合せたガラス板を研磨する場合であっても、研磨量の制限を受けずに、ガラス板間への研磨液侵入を阻止することができる。

以下、本発明を実施形態に基づき説明する。図１は、本発明に係る研磨方法の第一実施形態の工程フロー図である。本図に示す通り、本実施形態では、載置板上の置いたガラスの端面を被覆する端面被覆工程ＳＴ１と、載置板と共にガラス板を研磨液に浸漬してガラス表面に研磨液を接触させる第一研磨工程ＳＴ２と、研磨液を接触させたガラス表面を洗浄する第一洗浄工程ＳＴ３と、第一研磨工程ＳＴ２と同じ過程により行なわれる第二研磨工程ＳＴ４と、第一洗浄工程ＳＴ３と同じ過程により行なわれる第二洗浄工程ＳＴ５と、端面被覆工程ＳＴ１における被覆物を除去する端面露出工程ＳＴ６と、を順次行なうものである。更に本実施形態においては、表面研磨が行なわれなかったガラス板端部を除去する端部切断工程ＳＴ７が、端面露出工程ＳＴ６の後に備えられている。

図２は、図1の各工程におけるガラス形状変化を表す模式図である。図２（ａ）は、端面被覆工程ＳＴ１を、図２（ｂ）は、第一研磨工程を、図２（ｃ）は、第一洗浄工程ＳＴ３を、図２（ｄ）は、第二研磨工程ＳＴ４を、図２（ｅ）は、第二洗浄工程ＳＴ５を、図２（ｆ）は、端面露出工程ＳＴ６を、図２（ｇ）は、端部切断工程ＳＴ７を、夫々表している。以下、図２を参照しつつ本実施形態について詳述する。

端面被覆工程ＳＴ１は、図２（ａ）に示すように、表面研磨が行なわれるガラス板１を水平な載置板２の上面に接置し、その後、ガラス板の端面を被覆することにより行なわれる。

ガラス板１は、矩形のガラス板であり、組成がＳｉＯ₂が５０〜６５重量％、Ａｌ₂Ｏ₃が１６〜１８重量％、Ｂ_２Ｏ_３が７〜１０重量％となっているケイ酸ガラスの一種のアルミノホウケイ酸ガラスである。このガラス板１の表面は、算術平均粗さ（Ｒａ）が０．０１μｍ以下の平坦面となっている。

ガラス板１が接置される載置板２は、研磨液に侵されない塩化ビニル等の材質であって、ガラス板１の底面全てを接置することができる矩形の板材である。この載置板２の上面の周端には、載置板２の移動時に把持される取っ手３が固設されている。

載置板２に接置されたガラス板１の端面の被覆は、研磨液に侵されないマスキングテープ４を端面全域に貼着することにより行なわれる。この貼着は、本実施形態において、ガラス板１の上面に非貼着矩形部分を残し、ガラス板１の端面、ガラス板１の上面端部、載置板２のガラス板１の外周部に行なわれる。このようなマスキングテープ４の貼着により、ガラス板１の接置面に貼着部材を設けることなく、ガラス板１を載置板２に固定している。

図２（ｂ）に表されている第一研磨工程ＳＴ２では、載置板２の水平状態をほぼ維持したまま、研磨液貯留槽５内に貯留されている研磨液に載置板２を浸漬することで、ガラス板１をも浸漬する。このとき、研磨液にはフッ化水素水溶液等のガラス溶解液が使用されており、露出しているガラス板１の上面に研磨液が接触して研磨が進行する。その一方で、露出していないガラス板１の端部や下面は、マスキングテープ４により研磨が防止されることになる。

図２（ｃ）に表されている第一洗浄工程ＳＴ３では、第一研磨工程ＳＴ２後のガラス板１の洗浄が行なわれる。図４は、研磨液への浸漬後のガラス板表面を表す断面模式図である。図示の通り、ガラス板１の表面には、研磨進行途中に、ガラスと研磨液との反応生成物６が付着することになる。本実施形態に使用している高平坦ガラス板であっても、ガラス板１表面に局在化する反応生成物６が均一な研磨を阻害することになって、ガラス表面平坦性が低下するので、目的の研磨量よりも少ない中間研磨量の段階で研磨を中断し、研磨液と共に反応生成物６をガラス板１の表面から水洗除去することとしている。

図２（ｄ）、（ｅ）に表されている第二研磨工程ＳＴ４、第二洗浄工程ＳＴ５は、第二研磨工程ＳＴ４が第一研磨工程ＳＴ２と同様に行なわれる工程であり、第二洗浄工程ＳＴ５が第一洗浄工程ＳＴ３と同様に行なわれる。このように研磨工程と洗浄工程からなる研磨・洗浄工程を繰り返し行なうことにより、同じ研磨量の一回だけの研磨洗浄工程よりも表面平坦性が向上したガラス板が得られる。なお、本実施形態では、研磨・洗浄工程を２回繰り返すこととしているが、３回以上の繰り返しを行なうと、ガラス板の表面平坦性が一層向上する。

図２（ｆ）に表されている端面露出工程ＳＴ６では、マスキングテープ４を除去して、ガラス板１の端面を露出する。図２（ｇ）の端部切断工程ＳＴ７では、研磨されなかったガラス板１の端部が切断除去される。本実施形態の方法は、端部切断工程ＳＴ７を備えたものとなっているが、端部の切断の必要がないときは、本工程を要しない。端部を残したガラス板１は、端部のないガラス板１よりも屈曲することが抑制されることになって、ガラス割れが防止されることになる。

本実施形態は、上述の通りの工程を経ることにより行なわれる。工程過程において、ガラス板１が、一貫して略水平に維持された載置板２に接置されているので、工程途中にガラス板１の破損や割れが生じることが防止されたものとなっている。

次に、液晶ディスプレイの製造に使用される貼り合せガラス板の片面の研磨を行う第二実施形態について説明する。本実施形態は、図１に示す工程フロー図の、端部切断工程ＳＴ７を除いた端面被覆工程ＳＴ１、第一研磨工程ＳＴ２、第一洗浄工程ＳＴ３、第二研磨工程ＳＴ４、第二洗浄工程ＳＴ５、端面露出工程ＳＴ６、端部切断工程ＳＴ７を順次経ることにより行なわれる。

図３は、本発明に係る研磨方法の第二実施形態におけるガラス形状変化を表す模式図である。図３（ａ）は、端面被覆工程ＳＴ１を、図３（ｂ）は、第一研磨工程ＳＴ２を、図３（ｃ）は、第一洗浄工程ＳＴ３を、図３（ｄ）は、第二研磨工程ＳＴ４を、図３（ｅ）は、第二洗浄工程ＳＴ５を、図３（ｆ）は、端面露出工程ＳＴ６を、表している。本実施形態は、第一実施形態の研磨方法と類似するものであり、研磨対象となるガラス板および端面被覆工程ＳＴ１におけるマスキングテープ４の貼着方法が異なる。この異なる点についてのみ図３を参照しつつ説明する。

研磨対象となるガラス板は、一対のガラス板１ａ、１ｂが貼り合わされた貼り合せガラス板であり、この貼り合せガラス板の一面の研磨が行なわれる。ガラス板１ａと１ｂとの間には、公知の液晶ディスプレイパネルと同じく、カラーフィルター等の配置物を備えた複数の液晶セル７が設けられている。

図３（ａ）に示す端面被覆工程ＳＴ１において、ガラス板へのマスキングテープ４の貼着は、ガラス板１ａと１ｂとの隙間を含めた端面全域と、載置板２のガラス板１ｂの外周とに行なわれる。これにより、ガラス板１ａと１ｂとの隙間から研磨液が進入することが防止されることになる。そして、ガラス板１ａの上面にマスキングテープ４が貼着されることがないので、研磨後のガラス板１ａの上面には、未研磨部分が存在することがない（図３（ｆ）参照）。

以上の通り、上記実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない限り、様々な変更が可能である。例えば、上記実施形態の端面被覆工程では、マスキングテープによりガラス板端面の被覆を行なったが、樹脂や額縁状の枠材により端面の被覆を行っても良い。また、ガラス板の上面に所定のマスキングパターンを形成して、任意のパターン研磨を行っても良い。また、上記実施形態では、ガラス板の一面のみを研磨する工程を説明しているが、当然、液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイの製造工程に取り入れることが可能である。

本発明に係る研磨方法の第一実施形態の工程フロー図である。図1の各工程におけるガラス形状変化を表す模式図である。本発明に係る研磨方法の第二実施形態におけるガラス形状変化を表す模式図である。研磨液への浸漬後のガラス板表面を表す断面模式図である。液晶ディスプレイパネルの一例を表した断面模式図である。研磨液に浸漬されている貼り合せガラス板の端部断面図である。

符号の説明

１ガラス板
２載置板
４マスキングテープ
５研磨液貯留槽

Claims

研磨液をガラス板表面に接触させるガラス表面の研磨方法において、
水平な載置板面上にガラス板を接置した後に前記ガラス板の端面を被覆する端面被覆工程と、
前記ガラス板の上面に研磨液を接触させる研磨工程と、
前記ガラス板の上面を洗浄する洗浄工程と、
前記ガラス板の端面を露出させる端面露出工程と、
を順次行なうことを特徴とするガラス表面の研磨方法。
前記ガラス板は、一対のガラス板を貼り合せた貼合板であって、
前記一対のガラス板間には配置物が備えられていることを特徴とする請求項１に記載の研磨方法。
前記研磨工程と洗浄工程からなる研磨・洗浄工程が複数回行なわれることを特徴とする請求項１または２に記載の研磨方法。
前記端面被覆工程において、前記ガラス板の上面端部を被覆することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の研磨方法。
請求項２〜４に記載の研磨方法を使用するフラットパネルディスプレイの製造方法。