JP2010142913A - ガラス基板の端面研磨装置およびその端面研磨方法 - Google Patents

Abstract

【課題】研磨に要する装置の簡素化および低コスト化、並びにガラス基板の端縁に施される面取り面周辺の品位向上を図りつつ、当該端縁の面取り処理に要する時間を大幅に短縮して、生産性の向上を図る。
【解決手段】研磨具１が、ガラス基板７の表裏面７ａ、７ｂと端面７ｃとが交差する端縁７ｘ、７ｙに対して相対的に直線移動しながら回転軸８廻りに回転することにより、ガラス基板７の端縁７ｘ、７ｙに面取り処理を施すに際して、研磨具１の研磨面は、外周側の研磨面３ａの粗度が内周側の研磨面４ａの粗度よりも小さく、研磨具１がガラス基板７の端縁７ｘ、７ｙに対して相対的に直線移動する際には、外周側および内周側の両研磨面３ａ、４ａによってガラス基板７の端縁７ｘ、７ｙにそれぞれ面取り面が形成されるように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス基板の端面研磨装置およびその端面研磨方法に係り、詳しくは、ガラス基板の表裏面と端面とが交差する端縁を、回転軸と直交する研磨面を有する研磨具によって面取り処理するための技術に関する。

周知のように、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用に代表される各種のガラス基板は、オーバーフローダウンドロー法やフロート法等によりガラス原板を作製した後に、所定寸法に分割することで製造される。このガラス原板の分割は、ダイヤモンドカッター等を用いて、ガラス原板の表面にスクライブ（罫書き）を入れた後に、そのスクライブ痕を起点として引張応力が集中するようにガラス原板を折り曲げて分割する手法が採用されている。

このような手法により作製されたガラス基板は、図５に示すように、そのガラス基板１７の表裏面１７ａ、１７ｂと端面（分割面）１７ｃとが交差する端縁１７ｘ、１７ｙに、微小なクラックやガラス粉が不可避的に発生する。詳しくは、ダイヤモンドカッター等でガラス原板の表面にスクライブを入れると、ガラス原板の表面の微小領域が破壊され、ガラス原板の表面から板厚方向にメディアンクラックと称される微小なクラックが生じる。

さらに、ダイヤモンドカッター等でガラス原板の表面にスクライブを入れる方法では、板厚方向のみならず、ガラス原板の表面に面方向にもガラスを破壊する力が作用し、約１００〜１５０μｍのラテラルクラックと称される微小なクラックが生じる。このラテラルクラックは、ガラス原板の表面から微小のガラス片を剥離させるため、微小なガラス粉がガラス基板の表裏面に付着する原因となる。このように微小なガラス粉がガラス基板の表裏面に付着すると、例えばＦＰＤの製造工程では電極や配線を断線させる一因となり、その結果として、ＦＰＤの製造効率や製品特性が損なわれると共に、その付着した微小なガラス粉を洗浄等で除去することが困難となる。

一方、近年においては、このような問題回避を企図した方法として、スクライブを入れる際にレーザスクライブと称される手法を採用してガラス原板を分割することが行われている。この手法は、レーザ光をガラス原板の表面に照射して、ガラス原板の微小領域を加熱膨張させた後に、その微小領域を冷却収縮させ、ガラスの熱膨脹により発生した応力を利用して、ガラス原板にスクライブを入れ、そのガラス原板を分割するものである。

このレーザスクライブは、ダイヤモンドカッター等でスクライブを入れる手法に比して、ガラス基板１７の端面１７ｃおよび端縁１７ｘ、１７ｙの近傍に微小なクラック（特にラテラルクラック）が発生し難く、且つ得られる端面も滑らかである。しかしながら、このレーザスクライブにより分割されたガラス基板は、その表裏面と端面との交差角が略直角になり、ガラス基板の端縁が極めて脆い状態となるため、このガラス基板が例えばＦＰＤの製造工程で位置決め装置のピン等に接触すると、その接触部位に欠損や微小なクラックが発生しやすくなる。

以上のような状況の下では、微小なクラック（特にラテラルクラック）を除去する必要性があることから、その要請に応じるべく、ガラス基板１７の表裏面１７ａ、１７ｂや端面１７ｃ、特に端縁１７ｘ、１７ｙを研磨する面取り処理が行われる。

具体例として、特許文献１における明細書の段落［０００８］、［０００９］等には、先ず、回転軸と平行な外側面に粗度の大きい研磨面を有する第１の砥石を用いて、ガラス基板の端面全体をＲ状に粗研磨して円状に面取りをし、その後、回転軸と直交する粗度の小さい研磨面を有する第２の砥石を用いて、当該面取り部の仕上げ研磨を行うことが記載されている。

また、特許文献２における明細書の段落［００２９］、［００３３］等には、先ず、回転軸と平行な外側面に粗度の大きい研磨面を有する補助研磨砥石を用いて、ガラス基板の端面および端縁の予備的な粗研磨を行い、その後、回転軸と平行な外側面に粗度の小さい研磨面を有する凹型砥石を用いて、当該粗研磨処理部の本研磨を行うことが記載されている。

さらに、特許文献３における明細書の段落［００１６］等には、回転軸と平行な外側面に形成された凹状の研磨面につき、刃底部（凹状の底部）の砥粒を粗くすると共に該刃底部から離れるに連れて徐々に砥粒を細かくした面取用総型砥石を用いて、ガラス基板の面取りを行うことが記載されている。

なお、特許文献４における明細書の段落［００６０］、［００６１］等には、台座上に配置され且つ回転軸と直交する円形の研磨面を有し、該研磨面の内周部の粗度を大きくし且つ外周部の粗度を小さくすると共に、ウェハー等の被研磨物に対して、先ず研磨面の内周部で粗削りをした後、研磨面の外周部で仕上げ削りをすることが記載されている。

特開２００２−５９３４６号公報 特開平１０−２７７８９９号公報 特開平１１−２６７９７５号公報 特開２０００−１７６８２９号公報

ところで、上記の特許文献１および特許文献２に記載された研磨手段は何れも、二種類の研磨具（研磨砥石）と、それらを回転駆動する二種類の駆動装置とが必要であるため、研磨に要する装置が複雑且つ大型になると共に、当該装置の製作コストの高騰を招くという問題を有している。

しかも、これら二つの文献に記載された研磨手段は何れも、先ず粗度の大きい研磨砥石を用いて粗研磨を行った後、粗度の小さい研磨砥石を用いて仕上げ研磨を行う構成であるため、処理速度を上昇させることが困難或いは不可能となり、生産性の低下を招く。すなわち、粗度の大きい研磨砥石をガラス基板の端縁に対して高速で直線移動させて、当該端縁に所望の面取り面を形成しようとしたならば、ガラス基板の表裏面と面取り面との交差する領域、或いはガラス基板の端面と面取り面との交差する領域に欠けやクラック等が発生するおそれがある。この種の欠けやクラック等は、微小であっても、ガラス基板の端面強度を低下させる原因になるばかりでなく、その後の搬送時や熱処理時にガラス基板の破損を誘発する原因にもなる。そのため、粗度の大きい研磨砥石は低速で移動させる必要があり、且つその後に仕上げ研磨を別途行う必要があるため、処理速度が大幅に低下して、生産性の低下を余儀なくされる。

また、上記の特許文献３に記載された研磨手段によれば、ガラス基板の端面の板厚方向中央部は粗い砥粒により粗削りのみが行われ、ガラス基板の表裏面と端面とが交差する端縁は細かい砥粒により仕上げ削りのみが行われる。したがって、ガラス基板の端縁に対しては粗削りが行われないことになり、これに起因して、当該端縁に所望の面取り面を形成するために要する時間が不当に長くなることから、生産性が大幅に低下するという不具合を招く。

なお、上記の特許文献４に記載された研磨手段によれば、ウェハー等の被研磨物を、研磨面の粗削り用の内周部から仕上げ削り用の外周部に移行させるという技術的思想を有しているに過ぎず、このように被研磨物を研磨面の内周部から外周部に移行させるのみの手法では、ガラス基板の端縁を当該研磨面の内周部から外周部に直線移動させて該端縁に面取り処理を施すことが実質的に不可能となる。しかも、先ず粗削りを行った後に仕上げ削りを行うものであるため、仮にこの研磨具をガラス基板の端縁の面取り処理に適用したとしても、既に述べた如く、処理速度を上昇させることが困難或いは不可能となり、生産性の低下を招くことは必至である。

本発明は、上記事情に鑑み、研磨に要する装置の簡素化および低コスト化、並びにガラス基板の端縁に施される面取り面周辺の品位向上を図りつつ、当該端縁の面取り処理に要する時間を大幅に短縮して、生産性の向上を図ることを技術的課題とする。

上記技術的課題を解決するために創案された本発明に係る装置は、回転軸と直交する研磨面を有する研磨具が、ガラス基板の表裏面と端面とが交差する端縁に対して相対的に直線移動しながら回転軸廻りに回転することにより、該ガラス基板の端縁に面取り処理を施すように構成したガラス基板の端面研磨装置において、前記研磨具の研磨面は、外周部の粗度が内周部の粗度よりも小さく、且つ前記研磨具が前記ガラス基板の端縁に対して相対的に直線移動する際に、前記研磨面の外周部および内周部の双方によって前記ガラス基板の端縁に面取り面が形成されるように構成したことに特徴づけられる。

このような構成によれば、研磨具の研磨面が回転軸と直交し且つ該研磨面の外周部の粗度が内周部の粗度よりも小さくされているので、この研磨具をガラス基板の端縁に対して相対的に直線移動させつつ回転軸廻りに回転させて該端縁の研磨処理を行う場合には、先ず研磨面における粗度の小さい外周部によって、角張った当該端縁の微細削り（微細研磨）が行われていわゆる「ならし」効果が得られる。これにより、ガラス基板の端縁に対する面取り処理の初期段階において、不当な応力集中が抑制され、且つガラス基板のばたつきに起因する欠け（初期チッピング）やクラック等の発生が抑制された上で、当該端縁に初期段階に相当する面取り面が形成される。この後、次段階として、研磨具が相対的に直線移動することにより、研磨面における粗度の大きい内周部が、上記の初期段階に相当する面取り面に当接して、粗削り（粗研磨）が行われる。この粗研磨によって、研磨の進行速度が高められるため、面取り処理時間が短縮されると共に、粗研磨の開始時には当該端縁が微細研磨されて上述の「ならし」が行われていることから、欠けやクラック等の発生或いはそれらの伸展を招くことなく、円滑に粗研磨が開始されて進行していく。この後、最終段階として、研磨具がさらに相対的に直線移動することにより、研磨面における上述の粗度の小さい外周部が、粗研磨を施された面取り面に当接して、仕上げ削り（仕上げ研磨）が行われる。これにより、研磨具の振動が研磨面の移動方向後端から面取り面に作用することによる該面取り面の後端への欠けやクラック等の発生が抑止されると共に、粗研磨に起因して面取り面に残存した微小な研削粉或いはガラス粉が除去されることになる。このように、単一の研磨具の相対的な直線移動に伴って、微細研磨（ならし）と、粗研磨と、仕上げ研磨とからなる一連の研磨処理が、ガラス基板の端縁に対して順次施されることにより、欠けやクラック等の発生を抑止しつつ短時間で面取り処理を行うことが可能となるため、装置の簡素化および面取り面周辺の良好な品位を確保した上で、大幅な生産性の向上が図られる。なお、研磨具とガラス基板とは、何れか一方または双方が直線移動すればよいが、ガラス基板の端縁に沿う方向の寸法が、研磨具の研磨面の最大幅寸法よりも長い場合には、ガラス基板を作業台上等に固定した状態で研磨具をその端縁に沿う方向に移動させるのが有利であり、その逆の場合には、研磨具を定置設置してガラス基板が研磨面を横切るように直線移動させるのが有利である。また、研磨具は、ガラス基板の表裏面と面取り面との交差角が１２０〜１５０°および／またはガラス基板の端面と面取り面との交差角が１２０〜１５０°になるように、その研磨面が傾斜していることが好ましい。

この場合、前記研磨具の研磨面は、内周側から外周側に亘って区画して配列され且つ前記面取り面を形成するための複数の部分研磨面で構成され、これら複数の部分研磨面は、相対的に外周側の部分研磨面の粗度が相対的に内周側の部分研磨面の粗度よりも小さくされていることが好ましい。

このようにすれば、研磨具の研磨面が、粗度の相違する複数の部分研磨面に区画されることから、例えば内周側から外周側に移行するに連れて粗度が徐々に小さくなるように研磨面を形成する場合に比して、簡単且つ容易に研磨面を作製することができる。これにより、研磨具の製作容易化および製作コストの低廉化が図られる。なお、本発明は、上記の内周側から外周側に移行するに連れて粗度が徐々に小さくなるように研磨面が形成される場合を排除するものではない。

さらに、前記複数の部分研磨面は、それぞれが帯状円形（円形リング状）をなす研磨面であり且つ同心円状に配列されていることが好ましい。

このようにすれば、複数の部分研磨面の形状および配列状態が簡素になるため、研磨具のさらなる製作容易化や製作コストの低廉化が図られる。

この構成において、前記複数の部分研磨面は、それぞれが帯状円形をなし且つ所定の厚みを有する部分研磨板の表面に形成され、それらの部分研磨板は、相互間に隙間を介在させて配列されていることが好ましい。

このようにすれば、研磨時に発生するスラリー（研削液と研磨粉やガラス粉等の混合物）は、研磨具の回転に伴い、各部分研磨板の相互間の隙間（溝）を通過して、研磨面がガラス基板と接触していない部位から外部に排出され得ることになる。これにより、スラリーがガラス基板の表裏面に飛散することを阻止できるため、ガラス基板の汚染が効率よく回避される。

以上の構成において、前記研磨具の研磨面は、中央部に部分研磨面を有さず、且つ該中央部が凹部であることが好ましい。

このようにすれば、研磨面の粗度の大きい内周部での研磨により発生したスラリーが、研磨面の中央部の凹部を通じて効率よく外部に排出されるため、ガラス基板の汚染がより一層確実に阻止される。

さらに、以上の構成において、前記ガラス基板が、ガラス原板をレーザスクライブした後に分割して作製される場合には、その板厚が２００μｍ以上であることが好ましい。

すなわち、レーザスクライブを用いてガラス原板にスクライブを形成した後に切断されたガラス基板は、それぞれの切断面が均一で且つ高度な寸法精度を有するため、ガラス基板の端縁に形成される面取り面も均一に且つ寸法精度を高くすることができる。この場合、ガラス原板（ガラス基板）の板厚が２００μｍ未満であると、このレーザスクライブの特異性に起因してガラス原板を適切に切断することが困難であるが、その板厚が２００μｍ以上であれば、上記のレーザスクライブによる利点を有効に確保した上で、安定してガラス原板を切断して良質のガラス基板を得ることができる。したがって、このようなガラス基板の端縁に対して、既述の構成を備えた研磨具で面取り処理を施せば、高品位の面取り面を短時間で形成することが可能となる。

一方、上記の構成において、前記ガラス基板が、ガラス原板の表面にスクライブを入れると共にそのスクライブ痕を起点として該ガラス原板を折り曲げ分割して作製される場合には、その板厚が２００μｍ未満であることが好ましい。

すなわち、上述のようにレーザスクライブを用いた手法では、その特異性から板厚が２００μｍ未満のガラス原板を適切に切断することができないが、ダイヤモンドカッター等を使用してガラス原板の表面に形成されたスクライブ痕を起点として折り曲げ分割する手法によれば、そのような特異性を有しないことから、ガラス原板の板厚が２００μｍ未満であっても、良好にガラス原板を切断して好適なガラス基板を得ることができる。また、このスクライブ痕を起点として折り曲げ分割する手法は、ガラス原板の板厚が大きいと、折り割りが困難であり且つ切断面も悪質なものとなるため、これを回避する上で、その板厚が２００μｍ未満であることが有利となる。そして、このようなガラス基板の端縁に対して、既述の構成を備えた研磨具で面取り処理を施せば、高品位の面取り面を短時間で形成することが可能となる。

以上の構成を備えた装置は、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板の端面研磨に好適であり、液晶ディスプレイ用ガラス基板の端面研磨であればさらに好適である。

すなわち、この種のガラス基板は、それらのディスプレイの製造工程中に熱処理を受けるが、この熱処理工程ではガラス基板が均一に加熱されることはなく、ガラス基板の表面から内部に向かって温度勾配が生じているのが通例である。そして、ガラス基板に温度勾配が生じると、ガラス基板の表裏面、端面および面取り面に引張応力が作用するが、その場合にガラス基板に微小なクラック等が存在していたならば、ガラス基板の破損確率が高くなる。これに対しては、上記の構成からなる端面研磨装置は、研磨具の移動速度を高めた場合でも、ガラス基板の面取り面に対する微小クラックの発生確率を可及的に低減できるため、熱処理を受けてもガラス基板が破損する確率は極めて低くなる。なお、このガラス基板の面取り面およびその周辺に残存する微小クラックや欠け等は、１０μｍ以下であることが、破損防止の観点から好ましい。

一方、上記技術的課題を解決するために創案された本発明に係る方法は、回転軸と直交する研磨面を有する研磨具が、ガラス基板の表裏面と端面とが交差する端縁に対して相対的に直線移動しながら回転軸廻りに回転することにより、該ガラス基板の端縁に面取り処理を施すガラス基板の端面研磨方法において、前記研磨具の研磨面を、外周部の粗度が内周部の粗度よりも小さくなるようにし、且つ前記研磨面の外周部および内周部の双方によって前記ガラス基板の端縁に面取り面が形成されるように前記研磨具が前記ガラス基板の端縁に対して相対的に直線移動することに特徴づけられる。

この方法の構成は、既述の装置における基本的構成と同一であるため、この方法についての作用効果を含む説明事項も、既述の装置における基本的構成についての作用効果を含む説明事項と実質的に同一であり、したがって、ここではその説明を省略する。

以上のように本発明によれば、ガラス基板の端縁に対する微細研磨（ならし）と、粗研磨と、仕上げ研磨とからなる一連の研磨処理が、単一の研磨具の回転と相対的な直線移動とによって行われることから、装置の簡素化および面取り面周辺の良好な品位が確保されると共に、欠けやクラック等の発生が抑止された上で、短時間で面取り処理が行われ得ることになり、大幅な生産性の向上が図られる。

以下、本発明の実施形態に係るガラス基板の端面研磨装置を添付図面を参照して説明する。なお、本実施形態に係る端面研磨装置の研磨対象は、ＦＰＤ用（特にＰＤＰ用）のガラス基板である。

図１は、本実施形態に係るガラス基板の端面研磨装置の主たる構成要素である研磨具１を示す斜視図である。同図に示すように、この研磨具１は、円形の基盤２上に固定された外周側の部分研磨板（以下、外周側研磨板という）３と、内周側の部分研磨板（以下、内周側研磨板という）４とを備えてなる。外周側研磨板３および内周側研磨板４は何れも、帯状円形をなす板状体であって、この両者３、４のそれぞれの平面からなる表面が外研磨面３ａおよび内研磨面４ａとされている。そして、この両研磨面３ａ、４ａは、同一平面上に且つ同心円状に配列されている。

この場合、内周側研磨板４の外周面と、外周側研磨板３の内周面との間には、隙間５が形成され、この隙間５は、両研磨板３、４の板厚に相当する深さで且つ全周に亘って一定幅（０．５〜４．０ｍｍ）の周溝を構成している。さらに、この研磨具１における基盤２の中央部つまり内周側研磨板４の内側部位は、研磨板を有さずに凹部６とされている。この凹部６の半径は、内周側研磨板４の内周面から外周側研磨板３の外周面までの径方向寸法よりも長くなるように設定されている。そして、外周側研磨板３の砥粒は、内周側研磨板４の砥粒よりも細粒とされ、したがって外研磨面３ａの粗度は、内研磨面４ａの粗度よりも小さくされている。

この研磨具１は、図２に示すように、ガラス基板７の表面７ａと端面７ｃとが交差する表面側の端縁７ｘと、ガラス基板７の裏面７ｂと端面７ｃとが交差する裏面側の端縁７ｙとに対して面取り処理を施すものである。詳述すると、このガラス基板７は、板厚が２００μｍ以上である場合には、ガラス原板をレーザスクライブした後に分割することにより得られるものであって、その分割面が上記の端面７ｃに該当する。一方、板厚が２００μｍ未満である場合には、ガラス原板の表面にダイヤモンドカッター等を用いてスクライブを入れ且つそのスクライブ痕を起点としてガラス原板を折り曲げて分割することにより上記のガラス基板７が得られるものであって、その分割面が上記の端面７ｃに該当する。そして、ガラス基板７の表面側の端縁７ｘを面取り処理する場合には、研磨具１の両研磨面３ａ、４ａは、ガラス基板７の表面７ａとのなす角度αが３０〜６０°（図示例では４５°）となるように配置される。また、ガラス基板７の裏面側の端縁７ｙを面取り処理する場合には、研磨具１の両研磨面３ａ、４ａは、ガラス基板７の裏面７ｂとのなす角度βが３０〜６０°（図示例では４５°）となるように配置される。

このような配置状態の下で、研磨具１は、回転軸８廻りに回転しながら、作業台９上に固定されたガラス基板７の端縁７ｘ、７ｙに沿って直線移動するように構成されている。この実施形態では、図３に示すように、ガラス基板７の表面側に配置された研磨具１と、ガラス基板７の裏面側に配置された研磨具１とを、干渉しない範囲内で近接させた状態の下で、この両研磨具１を同時に同方向（矢印Ａ方向）に向かって同速度で直線移動させる構成とされている。

この場合、図４に示すように、研磨具１は、ガラス基板７の端縁７ｘ（７ｙ）が、内研磨面４ａと外研磨面３ａとの双方に接触し且つ中央部の凹部６を横切るように配置された状態を維持するが、当該端縁７ｘ（７ｙ）は凹部６の中心上に位置している必要はなく、図示例のように当該中心から偏倚していてもよい。そして、この状態の下で、研磨具１が同図に矢印Ｂで示す方向に回転する場合には、研磨具１は矢印Ｃで示す方向に直線移動するように構成されている。そして、図示しないが、この研磨具１における基盤２の中心からは、ガラス基板７の端縁７ｘ（７ｙ）の周辺に向かって、高圧の水流等の研削液が噴射されるように構成されている。さらに、この実施形態では、研磨具１の両研磨面３ａ、４ａがガラス基板７の端縁７ｘ（７ｙ）に接触しつつ直線移動する際には、ガラス基板７の表面７ａの中央部側および裏面７ｂの中央部側からそれぞれ対応する端縁７ｘ（７ｙ）に向かって、高圧の水流等の研削液が噴射されるように構成されている。

このような構成によれば、研磨具１の両研磨面３ａ、４ａが、回転軸８廻りに回転しながらガラス基板７の端縁７ｘ（７ｙ）に接触しつつ該端縁７ｘ（７ｙ）に沿って直線移動する際には、先ず粗度の小さい外研磨面３ａによって、端縁７ｘ（７ｙ）の微細削り（微細研磨）が行われ、これによりいわゆる「ならし」効果が得られる。その結果、ガラス基板７の端縁７ｘ（７ｙ）に対する面取り処理の初期段階における不当な応力集中が抑制され、且つガラス基板７のばたつきに起因する欠け（初期チッピング）やクラック等の発生が抑制された上で、当該端縁７ｘ（７ｙ）に初期段階に相当する面取り面が形成される。

この後、次段階として、粗度の大きい内研磨面４ａが、上記の初期段階に相当する面取り面に当接して、粗削り（粗研磨）が行われる。この粗研磨により、研磨の進行速度が高められるため、面取り処理時間が短縮されると共に、粗研磨の開始時には当該端縁７ｘ（７ｙ）が微細研磨されて上述の「ならし」が行われていることから、欠けやクラック等の発生或いはそれらの伸展を招くことなく、円滑に粗研磨が開始されて進行していく。

さらにこの後、最終段階として、再び粗度の大きい外研磨面３ａが、粗研磨を施された面取り面に当接して、仕上げ削り（仕上げ研磨）が行われる。これにより、研磨具１の振動が面取り面に不当に伝播されることによる該面取り面への欠けやクラック等の発生が抑止されると共に、粗研磨に起因して面取り面に残存した微小な研削粉或いはガラス粉が除去されることになる。

この場合、高圧の水流等の研削液が、ガラス基板７の表裏面７ａ、７ｂの中央部側から面取り面に向かって噴射供給されることから、面取り処理に起因して発生する微小なガラス粉がガラス基板７の表裏面７ａ、７ｂに付着することを阻止できると共に、研磨時の摩擦熱によってガラス基板７の面取り面周辺が焼けて破損するという問題も生じなくなる。

しかも、この面取り処理時には、研削液と研磨粉やガラス粉等の混合物からなるスラリーが発生するが、このスラリーは、研磨具１の回転に伴って、外周側研磨板３と内周側研磨板４との間の隙間５（周溝）を通過し、両研磨面３ａ、４ａがガラス基板７と接触していない部位から外部に排出される。これにより、スラリーがガラス基板７の表裏面７ａ、７ｂに飛散することを可及的に抑止して、ガラス基板７が汚染されることを有効に回避することが可能となる。

さらに、研磨具１の中央部には研磨板が配設されておらず、その中央部は凹部６であることから、粗度の大きい内研磨面４ａでの研磨により発生した悪質の汚泥性を有するスラリーが、その内側の凹部６を通じて効率よく外部に排出される。これにより、ガラス基板７の汚染がより一層確実に阻止される。

なお、上記の実施形態は、研磨板を、内周側研磨板４と外周側研磨板３との二枚で構成したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、三枚以上の研磨板で構成するようにしてもよく、その場合には、相対的に外周側の研磨板（研磨面）の粗度を相対的に内周側の研磨板（研磨面）の粗度よりも小さくする必要がある。

本発明者等は、上述の図１に例示した研磨具１についての効果を確認すべく、本発明の実施例１〜３と比較例１〜６との対比、ならびに実施例４、５と比較例７〜１０との対比を、以下に示すようにして行った。これらの実施例および比較例は何れについても、ガラス原板として、オーバーフローダウンドロー法で成形された日本電気硝子株式会社製ＯＡ−１０を用いた。なお、ガラス基板の表裏面および端面は、未研磨とした。また、ガラス原板としては、板厚が０．７ｍｍのものと、０．１ｍｍのものとの二種類を準備し、これらのガラス原板の表面にダイヤモンドチップまたはレーザスクライブを用いてスクライブを入れた。

先ず、下記の表１に示す本発明の実施例１〜３及び比較例１〜６については、用いる試料として、板厚が０．７ｍｍのガラス原板をスクライブ痕に沿って分割することにより、短辺寸法が７３０ｍｍおよび長辺寸法が９２０ｍｍのガラス基板を得た。そして、このガラス基板の端縁に面取り面を形成するための研磨具は、実施例１〜３では、外周側研磨板（外研磨面）が半径５０〜６０ｍｍ（１０ｍｍ幅）、内周側研磨板（内研磨面）が半径３８〜４８ｍｍ（１０ｍｍ幅）であって、両研磨板の相互間の隙間（周溝の幅）が２ｍｍとされている。また、実施例１では、外周側研磨板の砥粒（ダイヤモンド砥粒）が＃３０００で且つ内周側研磨板の砥粒が＃１５００、実施例２では、外周側研磨板の砥粒が＃３０００で且つ内周側研磨板の砥粒が＃２０００、実施例３では、外周側研磨板の砥粒が＃３０００で且つ内周側研磨板の砥粒が＃２５００であって、いずれの研磨板も、ダイヤモンド研磨板、すなわち樹脂材料にダイヤモンド砥粒を分散させたもの（ダイヤモンド砥粒の上記の大きさは、ＪＩＳ Ｒ６００１：１９９８に準拠（以下の研磨板についても同様））を用いた。一方、比較例１〜６では、研磨板を単一とし且つその研磨板が半径４０〜６０ｍｍ（２０ｍｍ幅）であって、砥粒（ダイヤモンド砥粒）がそれぞれ、＃１５００、＃２０００、＃２５００、＃２５００、＃３０００、＃３０００のものを用いた。

各実施例および各比較例（比較例６を除く）においては、面取り寸法（面取り幅）が１５〜７５μｍの範囲内になるように、研磨具の移動速度を選定し、試料であるガラス基板のすべての端縁に略平坦な面取り面を形成した。この面取り処理の実行に際しては、ガラス基板を定盤上に載置して固定した状態で、ガラス基板の表裏面と面取り面との交差角が１３５°で且つガラス基板の端面と面取り面との交差角が１３５°になるように、研磨具の研磨面の接触角度を調整した上で、研磨具（研磨板）の中心より研削水を供給し、所望の面取り寸法が得られるように、研磨板を周速２０００ｍ／分で回転させながら、２５０ｍｍ／ｓｅｃと１０００ｍｍ／ｓｅｃとの二通りの速度で直線移動させて研磨を行った。そして、実施例１〜３および比較例１〜６のそれぞれについて、面取り寸法と、研磨後にガラス基板の端縁（面取り面周辺）に残存するクラックと、ガラス粉の付着特性とを評価した。この場合、面取り寸法および面取り面周辺のクラックのサイズは、同一の条件で面取り処理を１０枚のガラス基板に施した上で、それぞれについて１０回測定し、その平均値を算出することによって評価した。その結果を下記の表１に示す。なお、下記の表１中、符号「◎」は極めて良好であること、符号「○」は良好であること、符号「×」は不良であることを意味する。

上記の表１によれば、本発明の実施例１〜３の何れもが、研磨具の移動速度（研磨速度）を１０００ｍｍ／ｓｅｃと高速にした場合であっても、面取り寸法と、面取り面周辺のクラックと、ガラス粉の付着との全てにおいて良好または極めて良好な結果を示すことが確認された。一方、比較例１〜４については、研磨具の移動速度が１０００ｍｍ／ｓｅｃの場合は勿論のこと、２５０ｍｍ／ｓｅｃと低速にしても、良好な結果が得られず、比較例５については、研磨具の移動速度が低速で且つ面取り寸法が短いという欠点があり、比較例６については面取り寸法が極端に短くなるという欠点を有することが確認された。

次に、下記の表２に示す本発明の実施例４、５及び比較例７〜１１については、用いる試料として、板厚が０．１ｍｍのガラス原板をスクライブ痕に沿って分割することにより、短辺寸法が３７０ｍｍおよび長辺寸法が４７０ｍｍのガラス基板を得た。そして、このガラス基板の端縁に面取り面を形成するための研磨具は、実施例４、５では、外周側研磨板（外研磨面）が半径２３〜３０ｍｍ（７ｍｍ幅）、内周側研磨板（内研磨面）が半径１５〜２２ｍｍ（７ｍｍ幅）であって、両研磨板の相互間の隙間（周溝の幅）が１ｍｍとされている。また、実施例４では、外周側研磨板の砥粒（ダイヤモンド砥粒）が＃５０００で且つ内周側研磨板の砥粒が＃２５００、実施例５では、外周側研磨板の砥粒が＃５０００で且つ内周側研磨板の砥粒が＃３０００としたものを用いた。一方、比較例７〜１１では、研磨板を単一とし且つその研磨板が半径４５〜６０ｍｍ（１５ｍｍ幅）であって、砥粒（ダイヤモンド砥粒）がそれぞれ、＃２５００、＃３０００、＃３０００、＃５０００、＃５０００のものを用いた。

各実施例および各比較例においては、面取り処理の実行に際して、ガラス基板を定盤上に載置して固定した状態で、ガラス基板の表裏面と面取り面との交差角が１３５°で且つガラス基板の端面と面取り面との交差角が１３５°になるように、研磨具の研磨面の接触角度を調整した上で、研磨具（研磨板）の中心より研削水を供給し、所望の面取り寸法が得られるように、研磨板を周速１５００ｍ／分で回転させながら、５０ｍｍ／ｓｅｃと３００ｍｍ／ｓｅｃとの二通りの速度で直線移動させて研磨を行った。そして、実施例４、５および比較例７〜１１のそれぞれについて、面取り寸法と、研磨後にガラス基板の端縁（面取り面周辺）に残存するクラックと、ガラス粉の付着特性とを評価した。この場合、面取り寸法および面取り面周辺のクラックのサイズは、同一の条件で面取り処理を１０枚のガラス基板に施した上で、それぞれについて１０回測定し、その平均値を算出することによって評価した。その結果を下記の表２に示す。なお、下記の表２中、符号「○」は良好であること、符号「×」は不良であることを意味する。

上記の表２によれば、本発明の実施例４、５の何れもが、研磨具の移動速度（研磨速度）を３００ｍｍ／ｓｅｃと高速にした場合であっても、研磨時にガラス基板が破損することなく、面取り寸法と、面取り面周辺のクラックと、ガラス粉の付着との全てにおいて良好な結果を示すことが確認された。一方、比較例７〜１１については、研磨板の砥粒を＃５０００にした場合のみ、ガラス基板の破損を招くことなく面取り処理が可能であったが、面取り寸法が短いという欠点があり、それ以外の比較例では、研磨具の移動速度を低速にした場合であっても、ガラス基板が破損して使用に耐え得ないことが確認された。

本発明の実施形態に係るガラス基板の端面研磨装置の構成要素である研磨具を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るガラス基板の端面研磨装置によりガラス基板の端面の研磨処理を行っている状態を示す概略正面図である。 本発明の実施形態に係るガラス基板の端面研磨装置によりガラス基板の端面の研磨処理を行っている状態を示す概略平面図である。 本発明の実施形態に係るガラス基板の端面研磨装置の構成要素である研磨具とガラス基板の端縁との位置関係を示す概略図である。 一般的なガラス基板の端面周辺を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 研磨具
２ 基盤
３ 外周側研磨板（部分研磨板）
３ａ 外研磨面（部分研磨面）
４ 内周側研磨板（部分研磨板）
４ａ 内研磨面（部分研磨面）
５ 隙間（周溝）
６ 凹部
７ ガラス基板
７ａ ガラス基板の表面
７ｂ ガラス基板の裏面
７ｃ ガラス基板の端面
７ｘ、７ｙ ガラス基板の端縁
８ 回転軸

Claims (10)

1. 回転軸と直交する研磨面を有する研磨具が、ガラス基板の表裏面と端面とが交差する端縁に対して相対的に直線移動しながら回転軸廻りに回転することにより、該ガラス基板の端縁に面取り処理を施すように構成したガラス基板の端面研磨装置において、
   前記研磨具の研磨面は、外周部の粗度が内周部の粗度よりも小さく、且つ前記研磨具が前記ガラス基板の端縁に対して相対的に直線移動する際に、前記研磨面の外周部および内周部の双方によって前記ガラス基板の端縁に面取り面が形成されるように構成したことを特徴とするガラス基板の端面研磨装置。
2. 前記研磨具の研磨面は、内周側から外周側に亘って区画して配列され且つ前記面取り面を形成するための複数の部分研磨面で構成され、これら複数の部分研磨面は、相対的に外周側の部分研磨面の粗度が相対的に内周側の部分研磨面の粗度よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の端面研磨装置。
3. 前記複数の部分研磨面は、それぞれが帯状円形をなす研磨面であり且つ同心円状に配列されていることを特徴とする請求項２に記載のガラス基板の端面研磨装置。
4. 前記複数の部分研磨面は、それぞれが帯状円形をなし且つ所定の厚みを有する部分研磨板の表面に形成され、それらの部分研磨板は、相互間に隙間を介在させて配列されていることを特徴とする請求項３に記載のガラス基板の端面研磨装置。
5. 前記研磨具の研磨面は、中央部に部分研磨面を有さず、且つ該中央部が凹部であることを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載のガラス基板の端面研磨装置。
6. 前記ガラス基板が、ガラス原板をレーザスクライブした後に分割して作製され、且つその板厚が２００μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のガラス基板の端面研磨装置。
7. 前記ガラス基板が、ガラス原板の表面にスクライブを入れると共にそのスクライブ痕を起点として該ガラス原板を折り曲げ分割して作製され、且つその板厚が２００μｍ未満であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のガラス基板の端面研磨装置。
8. 前記ガラス基板が、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板であることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のガラス基板の端面研磨装置。
9. 前記ガラス基板が、液晶ディスプレイ用ガラス基板であることを特徴とする請求項８に記載のガラス基板の端面研磨装置。
10. 回転軸と直交する研磨面を有する研磨具が、ガラス基板の表裏面と端面とが交差する端縁に対して相対的に直線移動しながら回転軸廻りに回転することにより、該ガラス基板の端縁に面取り処理を施すガラス基板の端面研磨方法において、
    前記研磨具の研磨面を、外周部の粗度が内周部の粗度よりも小さくなるようにし、且つ前記研磨面の外周部および内周部の双方によって前記ガラス基板の端縁に面取り面が形成されるように前記研磨具が前記ガラス基板の端縁に対して相対的に直線移動することを特徴とするガラス基板の端面研磨方法。

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