JP2020505242A - ガラスシートの縁部を仕上げるための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

ガラスシートの縁部を仕上げるための方法は、上記ガラスシートの上記縁部を研削ホイールで研削することを含む。上記ガラスシートは、第１の主面、上記第１の主面と略平行な第２の主面、及び上記第１の主面と上記第２の主面とを接続する上記縁部を含む。上記研削は、縁部中央部分と、上記縁部中央部分を上記第１の主面及び上記第２の主面とそれぞれ接続する２つの縁部面取り済み部分とを形成する。上記方法は更に、上記縁部中央部分を研磨するために、上記ガラスシートの上記第１及び第２の主面と略平行な第１の軸の周りで回転する少なくとも１つのカップホイールで、上記縁部中央部分を研磨することを含み、上記カップホイールの砥粒層は、酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、及び酸化セリウム（ＣｅＯ２）のうちの少なくとも１つを含む。

Description

関連出願の相互参照

本出願は、２０１７年１月２４日出願の米国仮出願第６２／４４９，８０６号の優先権の利益を主張するものであり、上記仮出願の内容は信頼できるものであり、その全体が、以下に完全に記載されているかのように本出願に援用される。

本開示は、ガラスシートの仕上げに関し、より詳細には、ガラスシートの縁部の仕上げ、即ち研削、研磨等のための方法及び装置に関する。

液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、コンパクト性や高いディスプレイ解像度に関する卓越した性能といった利点のために、例えばテレビ、携帯電話、ハンドヘルドデバイス等の家電製品用のディスプレイデバイスとして広く使用される。ＬＣＤにおいて、バックライトモジュールは照明機構として使用される。即ち、ＬＣＤは、ディスプレイパネルの背部又は側部に配置された光源によって照明される。

バックライトモジュールの内部では、導光板（ＬＧＰ）を使用して、極めて限定された空間しか必要とすることなく、複数の一次元の光源を分散させて、二次元の均一な光へと配向する。高品質のＬＧＰの要件は特に、高い光透過率、及び色ずれをほとんど又は全く有しないことである。ＬＧＰは、プラスチック又はガラスで作製できる。これらの２つの一般的な材料の中でも、ガラスは、その剛性及び比較的小さな熱膨張といった特性のため、有利である。

しかしながら、具体的には縁部発光型ＬＣＤのＬＧＰとして使用されるガラスシートに関して、従来の縁部仕上げ手順（即ち縁部の研削及び研磨）後のガラスシートの縁部の粗さレベル、並びに縁部の垂直性は、まだ最適化されていない。ガラスシートのこのような最適化されていない縁部特性は、ガラスシートの光透過率に影響を及ぼす。最適化されていない縁部特性を有するこのようなガラスシートを縁部発光型ＬＣＤパネル用のＬＧＰとして利用すると、ＬＣＤパネルを見る者は、特定の条件下において、不規則な及び／又は一様でないパターン（ドット、線、ストライプ若しくはランダムな領域等）を観察する場合がある。ＬＣＤパネルの照度又は輝度における不均一性というこの現象は、ムラ欠陥と呼ばれる。

製造されたＬＣＤパネルによってもたらされたムラ欠陥を低減又は除去するために、ガラスシートを研削及び研磨するプロセスを更に改善して、ガラスシートの縁部の粗さ及び垂直性の改善を提供するための、方法及び装置が必要である。

概して、本開示は、ガラスシートの縁部を仕上げるための縁部仕上げ装置、及び関連する方法を含む。上記縁部仕上げ装置は、研削ホイール、及び少なくとも１つの研磨ホイール、例えばカップホイールを備え、その回転軸は、処理中のガラスシートの主面と略平行である。カップホイールの砥粒面（又は砥粒層）は、カップホイールのリム上に配置される。このタイプのホイールは、砥粒面を周囲に備える研削ホイールと比較した場合に、砥粒面全体にわたって比較的均一な摩耗率を呈する。本明細書中で開示される研磨用カップホイールの組成もまた、研磨効率の向上のために特別に構成される。更に、本開示の装置及び方法は、停止時間及びコストの削減の達成を補助し得る。ガラスシートの製造中、縁部仕上げ手順後に、縁部の属性の検査のためのプロセスが通常は実施される。１つ以上のカップホイールを研磨に用いると、製造されるガラスシートの安定した縁部品質の保証を補助でき、検査のためのプロセスを省略できるか、又はサンプルにしか実施しないものとすることができる。

従って、ガラスシートの縁部を仕上げるための方法が開示され、上記方法は、上記ガラスシートの上記縁部を研削ホイールで研削することを含み、上記ガラスシートは、第１の主面、上記第１の主面と略平行な第２の主面、及び上記第１の主面と上記第２の主面とを接続する上記縁部を含み、上記研削は、縁部中央部分と、上記縁部中央部分を上記第１及び第２の主面とそれぞれ接続する２つの縁部面取り済み部分とを形成する。上記方法は更に、上記縁部中央部分を研磨するために、上記ガラスシートの上記第１及び第２の主面と略平行な第１の軸の周りで回転する第１のカップホイールで、上記縁部中央部分を研磨することを含み、上記第１のカップホイールの砥粒層は、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＳｉＣ、及びＣｅＯ_２のうちの少なくとも１つを含む。上記砥粒層は、約５体積％〜約１５体積％のＦｅ_２Ｏ_３を含んでよい。上記砥粒層は、約１５体積％〜約２７体積％のＳｉＣ又はＣｅＯ_２を含んでよい。上記砥粒層は更に、粒径が約２マイクロメートル〜約４マイクロメートルのダイヤモンド粒子を含んでよい。

実施形態では、上記方法は更に、上記研削ホイールと上記ガラスシートとの間の相対速度が約２メートル／分〜約６メートル／分となるように、上記研削ホイール及び上記ガラスシートのうちの少なくとも一方を運搬することを含む。いくつかの実施形態では、上記方法は、上記第１のカップホイールと上記ガラスシートとの間の相対速度が約４メートル／分〜約１０メートル／分となるように、上記第１のカップホイール及び上記ガラスシートのうちの少なくとも一方を運搬することを含んでよい。上記運搬は、上記ガラスシートの上記縁部の長さに沿った方向において実施される。

研磨済みの上記縁部中央部分の平均粗さＲａは、約０．０５マイクロメートル以下であり、研磨済みの上記縁部中央部分の表面は、上記第１又は第２の主面に対して０．１度以内の垂直性を有することができる。研磨済みの上記縁部中央部分を通る光の透過率は、約３８０ｎｍ〜約７５０ｎｍの波長範囲において、例えば約５００ｍｍの距離にわたって約９８％以上である。

上記方法は更に、上記ガラスシートの上記縁部を研削した後、かつ上記第１のカップホイールで研磨する前に、上記第２のカップホイールを用いた中間研磨ステップを上記縁部中央部分に対して実施することを含んでよく、上記第２のカップホイールは、上記第１及び第２の主面と略平行な第２の軸の周りで回転し、上記第２のカップホイールの粗粒は、上記第１のカップホイールの粗粒より大きい。上記方法は、上記第２のカップホイールと上記ガラスシートとの間の相対速度が約４メートル／分〜約１０メートル／分となるように、上記第２のカップホイール及び上記ガラスシートのうちの少なくとも一方を運搬することを含んでよい。いくつかの実施形態では、上記第２のカップホイールは、上記第２のカップホイールの砥粒面の内周に沿って分布する複数のスロットを備えることができる。

別の実施形態では、ガラスシートの縁部を仕上げるための装置が記載され、上記装置は、上記ガラスシートの上記縁部を研削するための研削ホイールを備え、上記ガラスシートは、第１の主面、上記第１の主面と略平行な第２の主面、及び上記第１の主面と上記第２の主面とを接続する上記縁部を含み、上記研削ホイールは更に、上記第１及び第２の主面に略垂直な縁部中央部分と、上記縁部中央部分を上記第１及び第２の主面と接続する２つの縁部面取り済み部分とを形成するよう構成されたプロファイルを有する、周方向溝を備える。上記装置は更に、上記縁部中央部分を研磨するための第１のカップホイールを備え、上記第１のカップホイールは、上記第１の主面及び上記第２の主面と略平行な第１の軸の周りで回転可能であり、上記第１のカップホイールは、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＳｉＣ及びＣｅＯ_２のうちの少なくとも１つを含む砥粒層を備える。

いくつかの実施形態では、上記砥粒層は、約５体積％〜約１５体積％のＦｅ_２Ｏ_３を含むことができる。いくつかの実施形態では、上記砥粒層は、約１５体積％〜約２７体積％のＳｉＣ又はＣｅＯ_２を含むことができる。上記第１のカップホイールは、約５０００メッシュ（５０００＃）以上の粗粒を有する。

いくつかの実施形態では、上記装置は更に、上記縁部中央部分を研磨するよう構成された第２のカップホイールを備えてよく、上記第２のカップホイールは、上記第１の主面及び上記第２の主面と略平行な第２の軸の周りで支持されて回転可能であり、上記第１のカップホイールの粗粒は、上記第２のカップホイールの粗粒より小さい。上記第２のカップホイールは、上記第２のカップホイールの砥粒面の内周に沿って分布する複数のスロットを備えてよい。

上記装置は更に、上記第１のカップホイール及び上記ガラスシートのうちのどちらか一方に連結され、上記第１のカップホイール及び上記ガラスシートのうちの少なくとも一方を、約４メートル／分〜約１０メートル／分の相対速度で、上記ガラスシートの上記縁部の長さに沿った方向に運搬するよう構成された、少なくとも１つのコンベヤを備えてよい。

更に別の実施形態では、上述の装置によって仕上げられた縁部を備えるガラスシートが記載され、ここで縁部中央部分の表面粗さは約０．０５マイクロメートル未満である。

更なる特徴及び利点は、「発明を実施するための形態」に記載され、その一部はその記載から当業者に容易に明らかとなるか、又は「発明を実施するための形態」、それに続く「特許請求の範囲」及び添付の図面を含む、本明細書に記載の実施形態を実践することにより認識される。

以上の「発明の概要」及び以下の「発明を実施するための形態」は、いずれも単なる例示であり、請求項の性質及び特性を理解するための概観又は枠組みを提供することを意図したものであることを理解されたい。添付の図面は、更なる理解を提供するために含まれており、本明細書に組み込まれて本明細書の一部を構成する。図面は、１つ以上の実施形態を例示し、本記載と併せて様々な実施形態の原理及び動作を説明する役割を果たす。産業上の標準的な慣行に従って、様々な特徴部分は正確な縮尺率で描かれていないことを強調しておく。実際には、記述の明瞭さのために、様々な特徴部分の寸法が任意に増減されている場合がある。

本開示の実施形態による、ガラスシートの縁部を仕上げるための例示的なプロセスのフロー図 例示的なガラスシートの上面図 図２Ａのガラスシートの側面図 図２Ａのガラスシートの斜視図 本開示のある実施形態による、ガラスシートを仕上げるための例示的な研削ホイールの側面図 図３Ａの研削ホイールによる処理後の、図２Ａのガラスシートの側面（縁部）図 図３Ｂのガラスシートの部分拡大図 本開示のいくつかの実施形態による、縁部仕上げ装置のカップホイールの断面図 ガラスシートを処理している図４Ａのカップホイールの概略図 本開示の更なる実施形態による、縁部仕上げ装置の代替的なカップホイールの斜視図

これより、様々な実施形態について詳述する。これらの様々な実施形態の例は、添付の図面に図示されている。可能な限り、同一の又は同様の部分を指すために、図面全体を通して同一の参照番号を使用する。

本記載は、本開示による装置の一部を形成する、又は本開示による装置とより直接的に協働する実施形態を、特に対象とする。具体的に図示されていない又は記載されていない実施形態は、様々な形態をとり得ることを理解されたい。本明細書を通して、「一実施形態（ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、又は「ある実施形態（ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」に対する言及は、該実施形態に関連して説明される特定の特徴部分、構造体、又は特徴が、少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味する。よって、本明細書全体の様々な箇所において、句「一実施形態では（ｉｎ ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」又は「ある実施形態では（ｉｎ ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」が現れても、それら全てが同一の実施形態に対する言及であるとは限らない。更に、上記特定の特徴部分、構造体、又は特徴は、１つ以上の実施形態においていずれの好適な様式で組み合わせてもよい。

本明細書中で使用される場合、粗粒サイズは、粗粒サイズに続く単語「メッシュ（ｍｅｓｈ）」、あるいは「＃」で表される。従って、５０００メッシュの粗粒サイズは、５０００＃で表してもよい。

以下の記載は、本開示の装置及び／又は方法による処理（より具体的には縁部仕上げ）中のガラスシートに関する概説を提供する。

例えばガラスリボン又は別のガラスシートをスコアリングする又は切断することによって、ガラスシートを形成した後、所望の縁部仕上げを達成するために、上記ガラスシートの縁部表面を更に処理する必要があり得る。従って、図１は、ガラスシートの縁部を処理するための方法１００を概略図で示す。図１によると、第１のステップ１０２では、上記ガラスシートの上記縁部を、研削ホイールを用いて研削する。これに続く１つ以上のステップでは、１つ以上の研磨ホイールによって研磨を実施する。例えば、任意の粗研磨ステップ１０４では、ガラスシートの研削済み縁部を、第１の粗研磨ホイールで研磨してよい。あるいは、いくつかの実施形態では、研磨は粗研磨ステップ１０４を必要とせず、研削から直接、細研磨ステップ１０６に進んでよい。粗研磨及び細研磨は両方とも、以下に詳述するように、カップホイールを用いて実施してよい。

図２Ａ〜２Ｃは、本明細書に記載のガラスシート２００の概略図である。ガラスシート２００は、第１の主面２０２、第１の主面２０２と略平行な第２の主面２０４、及び第１の主面２０２と第２の主面２０４とを接続する縁部表面（又は単に「縁部」）２０６及び２０８を備える。縁部表面２０６及び２０８の高さでもある第１の主面２０２と第２の主面２０４との間の距離は、ガラスシート２００の厚さＴを画定する。製造プロセス中、ガラスシート２００は、運搬方向２１０に運搬してよい。図２Ａ〜２Ｃでは、縁部表面２０６及び２０８は平面状表面として示されているが、更なる実施形態では、縁部表面２０６及び２０８は他の形状を有してもよいことに留意されたい。例えば、いくつかの実施形態では、縁部表面２０６及び／又は縁部表面２０８は、例えば直前の研削及び／又は研磨作業の結果としての、面取りされた表面又は丸められた表面を備えてよい。

本開示の様々な実施形態では、ガラスシート２００の厚さは、本開示の範囲から逸脱することなく、約１００μｍ〜約３ｍｍ、約３００μｍ〜約３ｍｍ、約４００μｍ〜約２ｍｍ、約０．５ｍｍ〜約１ｍｍ、又は約０．５ｍｍ〜約０．７ｍｍ（これらの間の全ての範囲及び部分範囲を含む）とすることができる。

ガラスシート２００は、第１の主面２０２及び第２の主面２０４が水平面と平行となるように、位置決めしてよい。しかしながら、このような配向は、本開示のいずれの実施形態の要件ではなく、本主題の範囲はこのように限定されないことを理解されたい。従って、ガラスシート２００を、垂直平面又は水平と垂直との間のいずれの他の平面といった他の平面内に配向してよい。

図２Ａ〜２Ｃでは、ガラスシート２００を、いずれの好適なコンベヤ（図示せず）によって運搬方向２１０に運搬してよい。以上によると、ガラスシート２００を様々な配向に配置でき、運搬方向２１０は様々なプロセスの必要に基づいて変更してよいことを理解されたい。また、更なる実施形態では、ガラスシート２００をある位置に固定してよいことも理解されたい。更に、本明細書に記載の実施形態は長方形のガラスシートを対象としているが、ガラスシートを、多数の異なる形状にある状態で処理してよいことを理解されたい。

本開示の実施形態は、ガラスシートの１つ以上の縁部を処理するための縁部仕上げ装置を含み、上記縁部仕上げ装置は、ガラスシート２００の縁部を研削するための研削ホイール３００を備える。図３Ａは、例示的な研削ホイール３００及びガラスシート２００の一部を概略図で示す。

研削ホイール３００は、研削ホイールの周囲に配置された周方向溝３０２を備え、周方向溝３０２は砥粒面を備える。周方向溝３０２は、ガラスシートの縁部をいずれの所望の縁部プロファイルへと成形するよう構成されたプロファイルを有してよい。例えば、いくつかの実施形態では、周方向溝３０２は、２つの遷移セクション３０４及び３０６、並びに中央セクション３０８を備えることができ、上記遷移セクションは、ガラスシート２００の縁部、例えば縁部２０６上に、面取りされた表面を形成するよう構成される。

研削ホイール３００は、研削中、中心回転軸３１０の周りで所定の回転速度で回転する。回転速度は、ガラスシート２００の縁部表面、例えば縁部表面２０６を効率的に研削できるよう、少なくとも３，６００回転／分（ｒｐｍ）、例えば約３，６００ｒｐｍ〜約６，０００ｒｐｍとしてよい。研削ホイール３００は、モータに連結されたスピンドルによって支持して回転させてよい。時計回りの又は反時計回りの回転方向を採用してよい。

回転軸３１０が、ガラスシート２００の第１の主面２０２及び第２の主面２０４に対する法線と略平行となるように、研削ホイール３００を位置決めしてよい。更に、縁部２０６を第１の主面２０２及び第２の主面２０４と平行な方向に沿って二等分する中央平面が、研削ホイール３００の中央セクション３０８の中点を通って延在するように、研削ホイール３００及びガラスシート２００を互いに位置合わせできる。

いくつかの実施形態では、ガラスシート２００を、研削中に、いずれの好適なコンベヤ（図示せず）によって、縁部表面２０６の長さに沿った方向の運搬方向２１０に（即ち図３Ａのようにページの外側に）運搬してよく、縁部仕上げ装置の研削ホイール３００は、ガラスシート２００の運搬経路に隣接する位置に固定してよい。他の実施形態では、ガラスシート２００が固定位置にある状態のまま、研削ホイール３００を、別のコンベヤ（図示せず）でガラスシート２００の縁部（縁部表面２０６等）の長さに沿って移動させてよい。更なる実施形態では、ガラスシート２００及び研削ホイール３００の両方を、縁部表面２０６の長さに沿って、反対方向に移動させてよい。研削ホイール３００とガラスシート２００との間の相対速度は、約２メートル／分〜約６メートル／分とすることができる。

ガラスシート２００の縁部表面２０６を研削ホイール３００によって研削する際に、周方向溝３０２の異なるセクション３０４、３０６及び３０８は、縁部表面２０６を、図３Ｂに概略図で示されているように（正確な縮尺率で図示せず）、第１の主面２０２及び第２の主面２０４の両方に対して略垂直な縁部中央部分２１２、並びに２つの縁部面取り済み部分２１４及び２１６へと成形できる。

２つの縁部面取り済み部分２１４及び２１６は、縁部中央部分２１２を、それぞれ第１の主面２０２及び第２の主面２０４と接続する。ガラスシート２００の縁部を面取りすることにより、後続の操作中、例えばガラスシート２００後続の処理ステップ若しくは場所に移す、又はガラスシート２００を包装する若しくは輸送する際等の、ガラスシートの破断又は欠けを回避できる。

図３Ｂに示されているように、縁部面取り済み部分２１４（２１６）は、「Ｃ」で表わされる面取り高さを備える。好ましくは、縁部面取り済み部分２１４及び２１６の面取り高さＣは等しいが、更なる実施形態では、個々の面取り高さが等しくない場合がある。特にバックライトユニットにおける縁部発光型導光板として使用する場合、ガラスシート２００の全体的な光学的品質に寄与するのは、縁部面取り済み部分３１４及び３１６ではなく縁部中央部分２１２であるため、面取り高さＣは可能な限り小さくするべきであることを理解されたい。より具体的には、縁部中央部分２１２がガラスシート２００の厚さの大部分を構成する場合、ガラスシート２００の縁部に関する光透過率のより良好な測定が得られることが分かっている。ガラスシート２００の厚さＴが約２．０ｍｍであるいくつかの実施形態では、研削プロセスから得られる面取り高さＣは０．２ｍｍ未満である。ガラスシート２００の厚さＴが約０．７ｍｍである他の実施形態では、研削プロセスから得られる面取り高さＣは約０．０２ｍｍ〜約０．０８ｍｍである。

研削ホイール３００による研削後、得られた縁部中央部分２１２は、ガラスシート２００の第１の主面２０２及び第２の主面２０４に対して略垂直となり得るが、縁部中央部分２１２は依然として垂直性からの小さな偏向を呈し得る。図３Ｃは、研削後の縁部中央部分２１２の一部の、拡大及び強調された図である。第１の主面２０２及び第２の主面２０４と垂直な線３１２は、比較のために示されている。縁部中央部分２１２の表面と線３１２とは、角度θを形成する。本開示の実施形態では、縁部表面２０６を研削ホイール３００で研削した後の角度θは、約−２〜約＋２度であってよい。

更に、研削ホイール３００による研削後、縁部中央部分２１２の表面の粗さは、研削前の縁部表面２０６の粗さより大きくなり得る。本明細書に記載の通り、粗さは表面の算術的平均粗さ（以下「Ｒａ」）として測定される。本開示の実施形態では、研削後かつ研磨前の縁部中央部分２１２に関するＲａの値は、約０．５μｍとすることができる。研削済みの縁部表面の粗さは、光透過率に影響を及ぼし、研削後の縁部中央部分２１２を通る光の、測定される透過率は、わずか約２％である。従って、研削のみに供した場合、ガラスシート２００は、バックライトユニット内の導光板として、特にその縁部から照明されるよう構成された導光板には、好適でない場合がある。

研磨のみではガラスシート２００の最適な縁部を提供するのに十分でない場合があるため、本明細書に記載のガラスシートを処理するための縁部仕上げ装置は更に、研削ホイール３００、例えば１つ以上のカップホイールによる研削後の研削済み縁部を研磨するための、１つ以上の研磨ホイールを備えてよい。従って、プロセス１００は、任意の中間研磨ステップ１００４及び細研磨ステップ１０６を含んでよい。

図３Ａは、本開示の縁部仕上げ装置と共に使用するのに好適な、例示的なカップホイール４００の断面図である。図３Ａの断面図は、カップホイール４００が周りを回転するカップホイール４００の中心回転軸４０２の方向に沿って得られたものである。

カップホイール４００は、ベース部分４０４、及びベース部分４０４に一体化されたリング部分４０６を備える。ベース部分４０４は、円形のプレートであってよく、リング部分４０６は、ベース部分４０４の外周にわたってベース部分４０４に一体化されてよい。

リング部分４０６は概ね環状の砥粒層４０８を備え、これは回転軸４０２と同心であり、ベース部分４０４に対向するリング部分４０６の表面を覆うように配置される。砥粒層４０８は、研磨用の砥粒粗粒を備え、また研磨効果を増強するための他の材料を更に含んでもよい。砥粒層４０８の表面は略平坦である。

本開示の実施形態では、砥粒層４０８の厚さ（高さ）は、約２ｍｍ〜約７ｍｍ、例えば約５ｍｍであってよいが、層４０８の厚さはそのように限定されず、他の厚さであってもよい。

図４Ａでは、リング部分４０６は中空円筒として示されている。本開示の範囲から逸脱することなく、カップホイール４００の他の形状のリング部分４０６が可能であることを理解されたい。例えば、リング部分４０６の外径は、一方の端部から別の端部に向かって広がっていても、又は狭まっていてもよい。

カップホイール４００のリング部分４０６が中空円筒からなる実施形態では、リング部分４０６の幅Ｗ（及び環状砥粒層４０８の幅）は例えば、約１０ｍｍ〜約２０ｍｍ、例えば約１２ｍｍ〜約１５ｍｍであってよいが、リング部分４０６の幅Ｗに関する他の値も考えられる。しかしながら、リング部分４０６の幅Ｗ（即ちリング部分の壁部の幅）は好ましくは、以下で説明するように、研磨対象のガラスシート２００の厚さＴより大きい。更に、リング部分４０６の幅Ｗは、リング部分４０６がベース部分４０４上に効率的に安定して設置されるように、十分に大きくするべきである。図４Ｂは、ガラスシート２００と係合した状態で示された、図４Ａのカップホイール４００の斜視図である。

カップホイール４００は、研磨中、回転軸４０２の周りで、約３，６００ｒｐｍ〜約６，０００ｒｐｍの回転速度で回転する。回転は、時計回りの又は反時計回りの回転で実施してよい。カップホイール４００は、モータに連結されたスピンドルによって支持及び回転され得る。

カップホイール４００は、回転軸４０２がガラスシート２００の第１の主面２０４及び第２の主面２０６と平行となり、従って砥粒層４０８がガラスシート２００の縁部中央部分２１２に接触するように、位置決めしてよい。

いくつかの実施形態では、ガラスシート２００は、研磨中、コンベヤ（図示せず）によって、縁部中央部分２１２の長さに沿って運搬方向２１０に（即ち図４Ｂのようにページから外側に）運搬され、カップホイール４００は、ガラスシート２００の運搬経路のかたわらの位置で固定される。他の実施形態では、ガラスシート２００が固定位置にある状態のまま、縁部仕上げ装置のカップホイール４００を、別のコンベヤ（図示せず）によって、処理中のガラスシート２００の縁部表面（縁部中央部分２１２等）の長さに沿って移動させてよい。更なる実施形態では、ガラスシート２００及びカップホイール４００の両方を、縁部中央部分２１２の長さに沿って反対方向に、ある相対速度で移動させてよい。いくつかの実施形態では、縁部仕上げ装置のカップホイール４００とガラスシート２００との間の相対速度は、約４メートル／分〜約１０メートル／分である。

ホイールの周囲に砥粒面を有し、ガラスシートの主面に略垂直な軸の周りで回転するタイプのホイール、例えば図３Ａに示される研削ホイール３００は、砥粒面の残りの部分より早く摩耗する砥粒面の割合が少なくてよい。というのは、研削中、上記ガラスシートの上記縁部に沿った各地点は、研削ホイールの対応する周囲にしか接触し得ないためである。その一方で、カップホイール４００等のカップホイールは、その砥粒面に関して、より低い摩耗率を呈し得る。というのは、研磨中に被加工物（例えばガラスシート２００）と接触する砥粒面の領域が、砥粒面の大部分を構成するためである。更に、カップホイールの回転軸がガラスシート２００と略平行であるため、カップホイールの摩耗は砥粒層４０８の表面全体にわたって均等に分布し、従ってカップホイールの寿命が延長され得る。

いくつかの実施形態では、研磨用カップホイールは、スロット付きカップホイール、例えば図５に示されるカップホイール５００を含んでよい。いくつかの実施形態では、スロット付きカップホイール５００は、カップホイール５００が、砥粒層５０８の外側表面全体にわたって略放射状に均等に分布する複数のスロット５０２を伴って形成されることを除いて、カップホイール４００と同一であり得る。いくつかの実施形態では、スロット５０２は、砥粒層５０８の内周に均一に分布する。いくつかの実施形態では、砥粒層５０８は、約２０個のスロット〜約３０個のスロットを備えてよい。いくつかの実施形態では、スロット幅は、約３ｍｍ〜約４ｍｍであってよい。スロットは、例えばカップホイール５００の直径に対して約４０°〜約５０°の角度で配設してよい。

スロット５０２は、研磨中に生成された熱の放散に効果的であり得る。スロット５０２はまた、研磨中にガラスシートの材料をより多く除去するのを補助できるため、図３Ａ、３Ｂに示されたカップホイール２００よりも削磨効果が高いスロット付きカップホイール５００を提供する。

図５のスロット５０２は一様なストライプ形状として示されているが、他の形状及び配置のスロット５０２を採用してもよい。

本開示の実施形態では、砥粒層４０８、５０８の組成は、研磨を強化する材料を含んでよい。表１は、いくつかの実施形態によるカップホイール４００、５００の砥粒層４０８、５０８の例示的な成分の一覧である。

本開示の実施形態では、カップホイール４００、５００の砥粒層４０８、５０８は、酸化セリウム（ＣｅＯ_２）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、及び／又は酸化第二鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）を、研磨効率を改善するための研磨剤として含むことができる。いくつかの実施形態では、砥粒層４０８、５０８は、約５体積％〜１５体積％のＦｅ_２Ｏ_３を含むことができる。いくつかの実施形態では、砥粒層４０８、５０８は、ＣｅＯ_２及びＳｉＣの少なくとも一方を、約１５体積％〜約２７体積％の量で含むことができる。

砥粒層４０８、５０８は、熱放散を促進するために、例えば約２０体積％〜５０体積％、例えば約２０体積％〜約５０体積％の銅（Ｃｕ）も含んでよい。例えば、いくつかの実施形態では、細研磨（即ち細研磨ステップ１０６）のために指定されたカップホイールは、Ｃｕを約４０体積％〜約５０体積％の量で含んでよく、一方で粗研削（即ち粗研磨ステップ１０４）のために指定されたカップホイールは、Ｃｕを約２０％〜約４０％の量で含んでよい。

いくつかの実施形態では、カップホイール４００、５００はダイヤモンド粒子を含んでよく、ここで平均粒径は、約２マイクロメートル〜約８マイクロメートル、例えば約２マイクロメートル〜約６マイクロメートル、例えば約２マイクロメートル〜約４マイクロメートル、例えば約６マイクロメートル〜約８マイクロメートルであってよい。ダイヤモンド粒子は、約０．５体積％〜約１．５体積％の量であってよい。典型的には、細研磨カップホイールは、平均粒径が約２マイクロメートル〜約４マイクロメートルのダイヤモンド粒子を含み、一方で粗研磨用カップホイールは、平均粒径が約６マイクロメートル〜約８マイクロメートルのダイヤモンド粒子を含むが、更なる実施形態では、他の平均粒径を用いてもよい。

実施形態では、カップホイール４００、５００は樹脂結合型ホイールであってよく、砥粒層４０８、５０８は、樹脂結合剤を約２０体積％〜約４０体積％の量で含んでよい。砥材と混合した樹脂を、砥材を砥粒層の所定の位置に一体として保持するための結合材として用いる。上述の砥材を保持するために好適な他の結合材を考えてよい。典型的には、細研磨カップホイールは、エポキシ樹脂を約３０体積％〜約４０体積％の量で含み、一方で粗研磨用カップホイールは、エポキシ樹脂を約３０体積％〜約３０体積％の量で含んでよいが、更なる実施形態では、異なる体積のエポキシ樹脂を用いてもよい。

上述したように、いくつかの実施形態では、縁部処理方法１００は、上述の研削ホイール３００を用いて実施される研削ステップ１０２を含み、その後に研磨が続く。例えば、縁部処理方法１００は、研削ステップ１０２と、カップホイール４００等の細研磨ホイールを用いた細研磨ステップとを含んでよい。研削ステップ１０２中、ガラスシート２００の縁部表面２０６は、研削ホイール３００の周方向溝３０２により研削される。研削ホイール３００は、第１の主面２０２及び第２の主面２０４の法線と略平行な回転軸３１０の周りで回転する。研削により、縁部中央部分２１２、並びに縁部中央部分２１２を第１の主面２０２及び第２の主面２０４と接続する２つの縁部面取り済み部分２１４、２１６が形成される。縁部中央部分２１２は、第１の主面２０２及び第２の主面２０４の両方に対して略垂直である。

垂直性及び平滑性が向上した縁部中央部分２１２を提供するために、いくつかの実施形態では、細研磨ステップを、研削ステップの直後にカップホイール４００を用いて実施して、研磨済みの縁部中央部分２１２を形成してよい。カップホイール４００は、ガラスシート２００の第１の主面２０２及び第２の主面２０４の両方と略平行な軸の周りで回転する。

更なる実施形態では、縁部処理方法１００は、研削ステップ１０２の後、かつ細研磨ステップ１０６の前に、例えばカップホイール５００を用いた中間研磨ステップ１０４も含んでよい。従って、ステップ１０４の間、第２のカップホイールを、研削済みの縁部中央部分２１２を粗研磨するために使用してよく、これにより平滑に仕上げられた縁部中央部分が形成される。ステップ１０４中に採用される粗研磨用カップホイールは、ステップ１０６中に使用される細研磨カップホイールより大きな砥粒粗粒を備える。上記粗研磨用カップホイール及び上記細研磨カップホイールはいずれも、任意の粗研磨ステップ１０４及び細研磨ステップ１０６の間、ガラスシート２００の第１の主面２０２及び第２の主面２０４の両方と略平行な回転軸の周りで回転する。

上記細研磨ホイール（例えばカップホイール４００）は、少なくともその砥粒粗粒のサイズにおいて、上記粗研磨ホイール（例えばカップホイール５００）とは異なる。換言すると、縁部仕上げ装置が、ガラスシートの縁部を研磨するためのカップホイールを２つ（又はそれ以上の個数）備える実施形態では、これら２つのカップホイールは、異なるサイズの砥粒粗粒を有してよい。

砥粒ホイールのための砥粒粗粒のサイズは典型的には、「メッシュ」で測定され、これは、粗粒のためのふるいスクリーンの平方インチあたりの開口の数を意味する。本開示の実施形態では、縁部仕上げ装置の研削ホイール（研削ホイール３００等）は、８００メッシュ又は１２００メッシュであってよく、粗研磨プロセス又は細研磨プロセス中に使用されるカップホイールは、２０００メッシュ、３０００メッシュ、５０００メッシュ、６０００メッシュ、及び９０００メッシュ等である。典型的には、細研磨カップホイールは、約５０００メッシュ以上、例えば約５０００メッシュ〜約９０００メッシュ、例えば約５０００メッシュ〜約８０００メッシュ、例えば約５０００メッシュ〜約７０００メッシュ、又は約５０００メッシュ〜約６０００メッシュの粗粒を備える。

更に、カップホイール５００は、スロット付きでない研磨ホイールよりも多くの材料を除去する、比較的強い研磨をもたらす傾向があり、従って中間研磨ステップ１０４中にはスロット付きカップホイール５００がより望ましい。

ステップ１０２、１０４及び１０６をそれぞれ、必要に応じて複数回繰り返してよいことを理解されたい。

また、いくつかの実装形態において、複数の研削及び／又は研磨ホイールが同時に動作してよいことを理解されたい。例えば、いくつかの実施形態では、縁部仕上げ装置内に２つの研削ホイールがあってよく、これらはそれぞれガラスシートの対向する縁部を同時に研削する。
実施例
以下の表２〜６は、本開示の様々な実施形態における例示的な構成を開示する。本開示の装置及び／又は方法によって仕上げられた縁部に関して測定された平均粗さＲａ及び光透過率も開示される。全ての粗さ値は、Ｋｅｙａｎｃｅ製のＶＫ−８５０ ３Ｄ Ｌａｓｅｒ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃｏｎｆｏｃａｌ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（レーザー走査型共焦点顕微鏡）を用いて得られた。

これらのパラメータの中で、列「ホイールのタイプ（Ｔｙｐｅ ｏｆ Ｗｈｅｅｌ）」中の値は、使用されるホイール、及びその砥粒粗粒のサイズ（単位：メッシュ）を指し、ここで「Ｇ」はホイールのタイプを示し、「Ｃ」はカップホイール４００等のカップホイールを示し、「Ｓ」はカップホイール５００等のスロット付きカップホイールを示す。パラメータ「運搬速度（Ｃｏｎｖｅｙａｎｃｅ Ｓｐｅｅｄ）」は、ガラスシートと縁部仕上げ装置との間の相対速度を指す。パラメータ「除去量（ｒｅｍｏｖａｌ ａｍｏｕｎｔ）」は、縁部仕上げ装置の各研削及び／又は研磨ホイールによって除去されるガラスシートの量を指す。

本開示に記載の実施例によると、研削ホイール３００によって研削された後の縁部表面（図３Ｂの縁部中央部分２１２等）の算術的平均粗さ（Ｒａ）は、約０．５μｍである。仕上げ済み縁部表面、例えば縁部仕上げ装置によって処理された後の（例えば細研磨ステップ１０６及び任意の中間研磨ステップ１０４による研磨後の）縁部中央部分２１２のＲａの値は、約０．０５μｍ以下である。

更に、仕上げ済み縁部表面は、ガラスシートの主面に略垂直であってよく、偏向はわずか０．１度である。即ち、図３Ｃに示した、縁部仕上げ装置による処理後の縁部中央部分２１２に関する角度θの値は、−０．１〜０．１度である。粗さレベルが改善されるため、本明細書の縁部仕上げ装置及び方法によって仕上げられた縁部に関する光透過率は、９８％超を達成し得る。

本開示において議論した実施形態を採用することにより達成された、縁部に関する改善された光透過率により、ムラ欠陥として知られる、ディスプレイパネルの輝度のばらつきの発生を低減できる。

本主題の精神又は範囲を逸脱することなく、様々な修正例及び変更例を行うことができることは、当業者には明らかである。

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

実施形態１
ガラスシートの縁部を仕上げるための方法であって、
上記方法は：
上記ガラスシートの上記縁部を研削ホイールで研削することであって、上記ガラスシートは、第１の主面、上記第１の主面と略平行な第２の主面、及び上記第１の主面と上記第２の主面とを接続する上記縁部を含み、上記研削は、縁部中央部分と、上記縁部中央部分を上記第１の主面及び上記第２の主面とそれぞれ接続する２つの縁部面取り済み部分とを形成する、研削すること；並びに
上記縁部中央部分を研磨するために、上記ガラスシートの上記第１の主面及び上記第２の主面と略平行な第１の軸の周りで回転する第１のカップホイールで、上記縁部中央部分を研磨することであって、上記第１のカップホイールの砥粒層は、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＳｉＣ、及びＣｅＯ_２のうちの少なくとも１つを含む、研磨すること
を含む、方法。

実施形態２
上記砥粒層は、約５体積％〜約１５体積％のＦｅ_２Ｏ_３を含む、実施形態１に記載の方法。

実施形態３
上記砥粒層は、約１５体積％〜約２７体積％のＳｉＣ又はＣｅＯ_２を含む、実施形態１に記載の方法。

実施形態４
上記砥粒層は、粒径が約２マイクロメートル〜約４マイクロメートルのダイヤモンド粒子を更に含む、実施形態１に記載の方法。

実施形態５
上記研削ホイールと上記ガラスシートとの間の相対速度が約２メートル／分〜約６メートル／分となるように、上記研削ホイール及び上記ガラスシートのうちの少なくとも一方を運搬することを更に含む、実施形態１に記載の方法。

実施形態６
上記第１のカップホイールと上記ガラスシートとの間の相対速度が約４メートル／分〜約１０メートル／分となるように、上記第１のカップホイール及び上記ガラスシートのうちの少なくとも一方を運搬することを更に含む、実施形態１に記載の方法。

実施形態７
上記運搬は、上記ガラスシートの上記縁部の長さに沿った方向において実施される、実施形態５又は６に記載の方法。

実施形態８
研磨済みの上記縁部中央部分の平均粗さＲａは、約０．０５マイクロメートル以下である、実施形態１に記載の方法
実施形態９
研磨済みの上記縁部中央部分の表面は、上記第１の主面又は上記第２の主面に対して０．１度以内の垂直性を有する、実施形態１に記載の方法。

実施形態１０
研磨済みの上記縁部中央部分の光の透過率は、約３８０ｎｍ〜約７５０ｎｍの波長範囲において、約９８％以上である、実施形態１に記載の方法。

実施形態１１
上記ガラスシートの上記縁部を研削した後、上記第２のカップホイールを用いた中間研磨を上記縁部中央部分に対して実施することを更に含み、
上記第２のカップホイールは、上記第１の主面及び上記第２の主面と略平行な第２の軸の周りで回転し、
上記第２のカップホイールの粗粒は、上記第１のカップホイールの粗粒より大きい、実施形態１に記載の方法。

実施形態１２
上記方法は、上記第２のカップホイールと上記ガラスシートとの間の相対速度が約４メートル／分〜約１０メートル／分となるように、上記第２のカップホイール及び上記ガラスシートのうちの少なくとも一方を運搬することを更に含む、実施形態１１に記載の方法。

実施形態１３
上記第２のカップホイールは、上記第２のカップホイールの砥粒面の内周に沿って分布する複数のスロットを備える、実施形態１１に記載の方法。

実施形態１４
ガラスシートの縁部を仕上げるための装置であって、
上記装置は：
上記ガラスシートの上記縁部を研削するための研削ホイールであって、上記ガラスシートは、第１の主面、上記第１の主面と略平行な第２の主面、及び上記第１の主面と上記第２の主面とを接続する上記縁部を含み、上記研削ホイールは更に、上記第１の主面及び上記第２の主面に略垂直な縁部中央部分と、上記縁部中央部分を上記第１の主面及び上記第２の主面に接続する２つの縁部面取り済み部分とを形成するよう構成されたプロファイルを有する周方向溝を備える、研削ホイール；並びに
上記縁部中央部分を研磨するためのカップホイールであって、上記カップホイールは、上記第１の主面及び上記第２の主面と略平行な第１の軸の周りで回転可能であり、上記カップホイールは、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＳｉＣ及びＣｅＯ_２のうちの少なくとも１つを含む砥粒層を備える、カップホイール
を備える、装置。

実施形態１５
上記砥粒層は、約５体積％〜約１５体積％のＦｅ_２Ｏ_３を含む、実施形態１４に記載の装置。

実施形態１６
上記砥粒層は、約１５体積％〜約２７体積％のＳｉＣ又はＣｅＯ_２を含む、実施形態１４に記載の装置。

実施形態１７
上記縁部中央部分を研磨するよう構成された第２のカップホイールを更に備え、
上記第２のカップホイールは、上記第１の主面及び上記第２の主面と略平行な第２の軸の周りで支持されて回転可能であり、
上記第１のカップホイールの粗粒は、上記第２のカップホイールの粗粒より小さい、実施形態１４に記載の装置。

実施形態１８
上記第２のカップホイールは、上記第２のカップホイールの砥粒面の内周に沿って分布する複数のスロットを備える、実施形態１７に記載の装置。

実施形態１９
上記第１のカップホイールは、５０００メッシュの粗粒を含む、実施形態１８に記載の装置。

実施形態２０
上記第１のカップホイール及び上記ガラスシートのうちのどちらか一方に連結され、上記第１のカップホイール及び上記ガラスシートのうちの少なくとも一方を、約４メートル／分〜約１０メートル／分の相対速度で上記ガラスシートの上記縁部の長さに沿った方向に運搬するよう構成された、少なくとも１つのコンベヤを更に備える、実施形態１４に記載の装置。

実施形態２１
実施形態１４〜２０のいずれか１つに記載の装置によって仕上げられた縁部を備えるガラスシートであって、
縁部中央部分の表面粗さは約０．０５マイクロメートル未満である、ガラスシート。

１００ 方法、プロセス、縁部処理方法
１０２ 第１のステップ
１０４ 任意の粗研磨ステップ
１０６ 細研磨ステップ
２００ ガラスシート
２０２ 第１の主面
２０４ 第２の主面
２０６ 縁部表面、縁部
２０８ 縁部表面
２１０ 運搬方向
２１２ 縁部中央部分
２１４ 縁部面取り済み部分
２１６ 縁部面取り済み部分
３００ 研削ホイール
３０２ 周方向溝
３０４ 遷移セクション
３０６ 遷移セクション
３０８ 中央セクション
３１０ 中心回転軸
３１２ 垂直な線
４００ カップホイール
４０２ 回転軸
４０４ ベース部分
４０６ リング部分
４０８ 砥粒層
５００ カップホイール
５０２ スロット
５０８ 砥粒層

Claims (10)

1. ガラスシートの縁部を仕上げるための方法であって、
   前記方法は：
   前記ガラスシートの前記縁部を研削ホイールで研削することであって、前記ガラスシートは、第１の主面、前記第１の主面と略平行な第２の主面、及び前記第１の主面と前記第２の主面とを接続する前記縁部を含み、前記研削は、縁部中央部分と、前記縁部中央部分を前記第１の主面及び前記第２の主面とそれぞれ接続する２つの縁部面取り済み部分とを形成する、研削すること；並びに
   前記縁部中央部分を研磨するために、前記ガラスシートの前記第１の主面及び前記第２の主面と略平行な第１の軸の周りで回転する第１のカップホイールで、前記縁部中央部分を研磨することであって、前記第１のカップホイールの砥粒層は、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＳｉＣ、及びＣｅＯ_２のうちの少なくとも１つを含む、研磨すること
   を含む、方法。
2. 前記砥粒層は、５体積％〜１５体積％のＦｅ_２Ｏ_３を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記砥粒層は、１５体積％〜２７体積％のＳｉＣ又はＣｅＯ_２を含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記砥粒層は、粒径が２マイクロメートル〜４マイクロメートルのダイヤモンド粒子を更に含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記ガラスシートの前記縁部を研削した後、前記第２のカップホイールを用いた中間研磨を前記縁部中央部分に対して実施することを更に含み、
   前記第２のカップホイールは、前記第１の主面及び前記第２の主面と略平行な第２の軸の周りで回転し、
   前記第２のカップホイールの粗粒は、前記第１のカップホイールの粗粒より大きい、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記第２のカップホイールは、前記第２のカップホイールの砥粒面の内周に沿って分布する複数のスロットを備える、請求項５に記載の方法。
7. ガラスシートの縁部を仕上げるための装置であって、
   前記装置は：
   前記ガラスシートの前記縁部を研削するための研削ホイールであって、前記ガラスシートは、第１の主面、前記第１の主面と略平行な第２の主面、及び前記第１の主面と前記第２の主面とを接続する前記縁部を含み、前記研削ホイールは更に、前記第１の主面及び前記第２の主面に略垂直な縁部中央部分と、前記縁部中央部分を前記第１の主面及び前記第２の主面に接続する２つの縁部面取り済み部分とを形成するよう構成されたプロファイルを有する周方向溝を備える、研削ホイール；並びに
   前記縁部中央部分を研磨するためのカップホイールであって、前記カップホイールは、前記第１の主面及び前記第２の主面と略平行な第１の軸の周りで回転可能であり、前記カップホイールは、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＳｉＣ及びＣｅＯ_２のうちの少なくとも１つを含む砥粒層を備える、カップホイール
   を備える、装置。
8. 前記縁部中央部分を研磨するよう構成された第２のカップホイールを更に備え、
   前記第２のカップホイールは、前記第１の主面及び前記第２の主面と略平行な第２の軸の周りで支持されて回転可能であり、
   前記第１のカップホイールの粗粒は、前記第２のカップホイールの粗粒より小さい、請求項７に記載の装置。
9. 前記第２のカップホイールは、前記第２のカップホイールの砥粒面の内周に沿って分布する複数のスロットを備える、請求項８に記載の装置。
10. 請求項８又は９に記載の装置によって仕上げられた縁部を備えるガラスシートであって、
    縁部中央部分の表面粗さは０．０５マイクロメートル未満である、ガラスシート。

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