JP5534222B2

JP5534222B2 - ガラス基板

Info

Publication number: JP5534222B2
Application number: JP2010269220A
Authority: JP
Inventors: 健太郎龍腰; 幹大宮本
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2010-03-08
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2030-12-02
Also published as: TWI441788B; TW201136857A; JP2011207739A; KR20110102206A; KR101458663B1

Description

本発明はガラス基板に係り、特にＦＰＤ用として使用されるガラス基板に関する。

プラズマディスプレイ用ガラス基板、及び液晶用ガラス基板等のＦＰＤ（Flat Panel Display）用ガラス基板は、その製造工程にコーナーカット工程を備えている。

コーナーカット工程においてガラス基板は、ガラス基板の隣り合う端面が交わる４つの稜線部分（以下、４角部という）がコーナーカット用の砥石によって研削加工され、鋭利な角部が丸められることにより、ガラス基板の割れ、欠けが防止される。また、４角部のうち少なくとも一つの角部は、外観検査工程等の後工程におけるガラス基板の判別の目印となるように、他の角部よりも大きく研削加工される。この大きな研削加工部分をオリエンテーションフラット（オリフラ）部ともいう。このように少なくとも一つの角部にオリフラ部を備え、このオリフラ部の大きさ、及び位置を検出手段によって検出することによってガラス基板の品種、縦横方向、及び表裏の判別が可能となっている。

特許文献１には、液晶表示用ガラス基板の製造工程において、切り折り加工されたガラス基板の切断面を面取り用砥石によって面取り加工するとともに、ガラス基板の角部をコーナーカット用の砥石によって角部を研削加工することが開示されている。

また、特許文献２には、ガラス基板の端面又は面取り部の表面粗さ（Ｒａ）を０．５μｍ以下、より好ましくは０．４μｍ以下とすることが開示されている。

更に、特許文献３には、面取り面の寸法がガラス基板の板厚方向において１７〜７５μｍに規定されたＦＰＤ用ガラス基板が開示されている。また、特許文献３には、ガラス基板の面取り面の表面粗さ（Ｒａ）を０．２μｍ以下、より好ましくは０．０８μｍ以下とするガラス基板が開示されるとともに、ガラス基板の端面が未研磨面であることが開示されている。特許文献３の前記未研磨面は、ガラス原板をレーザースクライブしてガラス基板を得ることが前提である。レーザースクライブして得られたガラス基板の端面は、ダイヤモンドカッターによるスクライブと比較して平滑な面となり、ガラス基板の端面を研磨加工しなくても、ガラス基板の端面を起点としたクラックが発生し難い。すなわち、引用文献３のガラス基板の端面は、必然的に鏡面となっている。

ところで、ガラス基板の製造工程において、コーナーカット工程の後に実施されるガラス基板の研磨工程、研磨後の検査工程では、ガラス基板を所定の位置に位置決めした後に所定の処理がガラス基板に施される。この際、ガラス基板の位置をレーザー変位計によって検出してガラス基板の位置決めを行う場合には、レーザー変位計からレーザー光をコーナーカット部又はオリフラ部の面に照射し、その反射光を受光することによりガラス基板の位置を検出している。また、ガラス基板の受け入れ検査時においても、レーザー変位計からレーザー光をコーナーカット部又はオリフラ部に照射してその品番等を確認するようにしている。

特開平１１−３２６８５６号公報特開平１０−２１２１３４号公報特開２００８−２６６０４６号公報

しかしながら、従来のガラス基板では、ガラス基板のコーナーカット部又はオリフラ部にレーザー光を照射してガラス基板を位置決めしたり品番確認をしたりしようとした場合、ガラス基板の位置決め、品番確認を正確に行うことができないという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ガラス基板のコーナーカット部又はオリフラ部にレーザー光を照射してガラス基板の位置決め、品番確認を正確に行うことができるガラス基板を提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために、２つの主面と４つの端面と隣り合う２端面間にコーナーカット部及び／又は該コーナーカット部より大きく切削加工されたオリエーテンションフラット部とを有するガラス基板であって、該コーナーカット部又はオリエーテンションフラット部の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．５μｍを超え、１．５μｍ以下であることを特徴とするガラス基板を提供する。

発明者は、レーザー光を使用してのガラス基板の位置決め改善策、品番確認改善策を鋭意検討した結果、次の知見を得た。すなわち、ガラス基板のコーナーカット部又はオリフラ部が鏡面であることに起因して、レーザー光の大部分がその鏡面で反射せずガラス基板の内部に透過してしまう。これにより、誤検出が発生し、位置決め、品番確認を正確に行うことができないという原因を突き止めた。つまり、コーナーカット用の砥石で加工されるコーナーカット部又はオリフラ部を未研磨面とすることで、ガラス基板の位置決め、品番確認を正確に実施することができるとの知見を得た。

ここで特許文献２に開示されたガラス基板は、その端面又は面取り部の表面粗さ（Ｒａ）が０．５μｍ以下、より好ましくは０．４μｍ以下なので、端面又は面取り部は鏡面と言える。また、特許文献３に開示されたガラス基板は、その面取り面の表面粗さ（Ｒａ）が０．２μｍ以下、より好ましくは０．０８μｍ以下なので、これもまた鏡面と言える。

特許文献２、３のガラス基板は、コーナーカット部又はオリフラ部に関しての記載はないが、コーナーカット部又はオリフラ部においても鏡面であると考えられる。よって、特許文献２、３のガラス基板では、レーザー変位計からレーザー光をコーナーカット部又はオリフラ部に照射してのガラス基板の位置決め、品番確認を正確に行うことが困難である。

また、特許文献３のガラス基板の端面は未研磨面であるが、この端面はレーザースクライブして得られた端面であり未加工の鏡面である。これに対して、本発明のコーナーカット部又はオリフラ部は、コーナーカット用の砥石によって加工される加工面であって、鏡面とは異なり研磨を行わない粗面である。よって、特許文献３の鏡面である未研磨面と本発明の未研磨面とは粗さが全く異なる。

また、本発明においては、前記コーナーカット部及び／又はオリエーテンションフラット部の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．５μｍを超えていることを特徴とし、より好ましくは、０．７μｍを超えていることである。

算術平均粗さ（Ｒａ）が０．５μｍ以下であると、レーザー光の大部分がコーナーカット部又はオリフラ部で反射せずガラス基板の内部に透過してしまうが、粗さ（Ｒａ）が０．５μｍを超えると、レーザー光の大部分がコーナーカット部又はオリフラ部で反射してレーザー変位計で受光されることを確認した。また、粗さ（Ｒａ）が０．７μｍを超えた場合には、レーザー光のほとんどがコーナーカット部又はオリフラ部で反射してレーザー変位計で受光されることを確認した。

コーナーカット部又はオリフラ部の粗さが粗過ぎると、コーナーカット部又はオリフラ部にガラス粉等のパーティクルが付着し易くなり、ガラス基板の品質が低下する場合があるので、コーナーカット部又はオリフラ部のＲａは１．５μｍ以下であることが好ましく、１．２μｍ以下であることがより好ましい。

また、本発明においては、前記コーナーカット部又は前記オリエーテンションフラット部の粗さは、前記ガラス基板の前記端面の粗さよりも粗く、前記コーナーカット部又は前記オリエーテンションフラット部の算術平均粗さ（Ｒａ）と前記ガラス基板の前記端面の算術平均粗さ（Ｒａ）との差が０．１μｍ以上であることが好ましい。

これにより、コーナーカット部又はオリフラ部とガラス基板の端面との境界部が明確になる。

また、本発明においては、前記オリエーテンションフラット部は、前記ガラス基板の隣り合う２端面間のうち少なくとも一箇所に備えられていることが好ましい。

ガラス基板に加工されるオリフラ部は、一箇所に限定されるものではなく、二カ所以上であってもよい。オリフラ部にレーザー光を照射して位置決めする場合、二カ所以上のオリフラ部を使用する場合があるからである。

また、本発明においては、前記ガラス基板の板厚が０．３ｍｍ以下であることが好ましい。

ガラス基板のコーナーカット部又はオリフラ部の面が鏡面であって、ガラス基板の板厚が０．３ｍｍ以下の場合に誤検出が多発することを突き止めた。これは、ガラス基板の板厚が０．３ｍｍ以下の場合、レーザー光の反射面積が小さく、誤検出が発生し易いためである。

よって、本発明では、コーナーカット部又はオリフラ部の面の算術平均粗さ（Ｒａ）を０．５μｍ超と規定することにより、板厚が０．３ｍｍ以下のガラス基板であっても、前記誤検出を防止できる。
また、本発明では、前記コーナーカット部又は前記オリエーテンションフラット部が未研磨面であることが好ましい。

本発明によれば、ガラス基板のコーナーカット部又はオリフラ部を未研磨面としたので、ガラス基板のコーナーカット部又はオリフラ部にレーザー光を照射してガラス基板の位置決め、品番確認を正確に行うことができる。

ガラス基板のコーナーカット装置及び面取り装置の平面図

以下、添付図面に従って本発明に係るガラス基板の好ましい実施の形態について詳説する。

図１（Ａ）、（Ｂ）には、実施の形態のガラス基板１０を得るためのオリフラ加工を含むコーナーカット装置、及び面取り装置の平面図が示されている。

同図に示すガラス基板１０は、液晶ディスプレイ用のガラス基板１０であり、加工の際には図１の破線で示すテーブル２２に吸着固定される。テーブル２２に固定されたガラス基板１０の長辺１０Ａに対向して、第１のコーナーカット装置及び第１の面取り装置が配置されている。第１のコーナーカット装置は、コーナーカット用砥石１６Ａを備えている。このコーナーカット用砥石１６Ａは、ガラス基板１０の図１上で右下角部Ｃ１の近傍に配置され、角部Ｃ１を研削加工する際に矢印で示すように斜行移動される。これにより、ガラス基板１０の図１上で右下角部Ｃ１にコーナーカット部が形成される。

第１の面取り装置は、粗研用の第１の面取り砥石１２Ａ、第１の仕上げ砥石１８Ａ、粗研用の第２の面取り砥石１４Ａ、及び第２の仕上げ砥石２０Ａを備えている。これらの砥石１２Ａ、１８Ａ、１４Ａ、２０Ａは、ガラス基板１０の長辺１０Ａに沿って所定の間隔をもって配置されるとともに、長辺１０Ａに所定の押圧力をもって当接される。そして、これらの砥石１２Ａ、１８Ａ、１４Ａ、２０Ａは、前記間隔を維持した状態で長辺１０Ａに沿って（以下Ｘ方向という）図１の左側から右側に向けて移動される。これにより、ガラス基板１０の長辺１０Ａが面取り加工されつつ仕上げ加工される。

また、ガラス基板１０の長辺１０Ｂに対向して、第２のコーナーカット装置及び第２の面取り装置が配置されている。第２のコーナーカット装置は、コーナーカット用砥石１６Ｂを備えている。このコーナーカット用砥石１６Ｂは、ガラス基板１０の図１上で左上角部Ｃ２の近傍に配置され、角部Ｃ２を研削加工する際に矢印で示すように斜行移動される。これにより、ガラス基板１０の図１上で左上角部Ｃ２にコーナーカット部が形成される。

第２の面取り装置は、粗研用の第１の面取り砥石１２Ｂ、第１の仕上げ砥石１８Ｂ、粗研用の第２の面取り砥石１４Ｂ、及び第２の仕上げ砥石２０Ｂを備えている。これらの砥石１２Ｂ、１８Ｂ、１４Ｂ、２０Ｂは、ガラス基板１０の長辺１０Ｂに沿って所定の間隔をもって配置されるとともに、長辺１０Ｂに所定の押圧力をもって当接される。そして、これらの砥石１２Ｂ、１８Ｂ、１４Ｂ、２０Ｂは、前記間隔を維持した状態で長辺１０Ｂに沿って図１の右側から左側に向けてＸ方向に移動される。これにより、ガラス基板１０の長辺１０Ｂが面取り加工されつつ仕上げ加工される。

好ましくは、第１の面取り砥石１２Ａ、１２Ｂは、長辺１０Ａ、１０Ｂの略中央部から面取りを開始するとともに長辺１０Ａ、１０Ｂを通過した時点で面取り加工を停止する。また、第２の面取り砥石１４Ａ、１４Ｂは、長辺１０Ａ、１０Ｂの始点を開始点として面取りを開始するとともに第１の面取り砥石１２Ａ、１２Ｂの開始点を若干量通過した時点で面取り加工を停止する。第１、第２の仕上げ砥石１８Ａ、１８Ｂ、２０Ａ、２０Ｂについても第１、第２の面取り砥石とそれぞれ同様の動作をする。

図１（Ａ）の如く、長辺１０Ａ、１０Ｂの面取り加工、及び角部Ｃ１、Ｃ２のコーナーカット加工を同時に行い、この後、図１（Ｂ）の如く、ガラス基板１０を９０度回転させることにより、短辺１０Ｃ、１０Ｄの面取り、仕上げ加工、及び残りの角部Ｃ３、Ｃ４のコーナーカット加工を同時に行うことができる。また、同一場所にて４辺の面取りを同時に実施すれば、ガラス基板１０の生産ライン長を短くでき、設備も安価となるが、ガラス基板１０の４辺を同時に面取りすることは、狭いスペースに多数の面取り用ヘッドを配置しなければならないため、設備構成上困難である。なお、面取りはガラス基板１０の一辺毎に行ってもよいが、前述のように２辺同時に面取りを行うことがタクト向上の観点から望ましい。第１、第２の仕上げ砥石１８Ａ、１８Ｂ、２０Ａ、２０Ｂの研磨部材としては、例えば不織布、又はレジンボンド製等を適用できる。

なお、実施の形態では、液晶ディスプレイ用のガラス基板１０を示したが、プラズマディスプレイ用等のＦＰＤ用ガラス基板にも適用できる。また、コーナーカット用砥石１６Ａ、１６Ｂは、砥石２０Ａ、２０Ｂに対して走行方向（Ｘ方向）の後方に配置してもよいが、前方に配置した方が、タクト向上の観点で好ましい。更に、図１に示したコーナーカット部の大きさは、コーナーカット部を説明する便宜上誇張して示している。実際のコーナーカット部の大きさは、ガラス基板１０のサイズにもよるが数ｍｍである。

ところで、コーナーカット用砥石１６Ａ、１６Ｂは、４つの角部Ｃ１〜Ｃ４のうち少なくとも1つの角部にオリフラ部を形成するように駆動される。コーナーカット部に対してオリフラ部の研削加工領域は大きく、よって、ガラス基板１０の少なくとも１つの角部には、コーナーカット部よりも大きめのオリフラ部が形成される。すなわち、コーナーカット部及びオリフラ部は、ガラス基板１０の２つの主面と４つの端面と隣り合う２端面間に加工されるものである。

そして、実施の形態のガラス基板１０では、このようなコーナーカット工程、面取り工程の後工程に実施される、レーザー変位計からレーザー光をコーナーカット部又はオリフラ部に照射しての位置決め、又はガラス基板１０の品番確認のために、コーナーカット部又はオリフラ部の面を未研磨面としている。

具体的には、コーナーカット部又はオリフラ部の面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．５μｍを超えるように、コーナーカット用砥石１６Ａ、１６Ｂにおいては粒度＃４００以上＃６００未満を使用している。これにより、コーナーカット部又はオリフラ部の面の算術平均粗さ（Ｒａ）が、０．８〜１．０μｍとなることが実測により確認されている。なお、粒度＃６００のコーナーカット用砥石１６Ａ、１６Ｂを使用した場合、コーナーカット部又はオリフラ部の面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．３〜０．６μｍとなり、０．５μｍ以下の部分も含んでしまうので、好ましくない。なお、算術平均粗さ（Ｒａ）とは、ＪＩＳＢ０６０１：２００１に準拠した方法（カットオフを０．２５ｍｍ測定長さは１０ｍｍ）により測定した値を指す。

次に、前記の如く加工されたガラス基板１０の特徴について述べる。

発明者は、レーザー光を使用してのガラス基板１０の位置決め改善策、品番確認改善策を鋭意検討した結果、次の知見を得た。

すなわち、ガラス基板１０のコーナーカット部又はオリフラ部の面が鏡面であると、レーザー光の大部分がその鏡面で反射せずガラス基板１０の内部に透過してしまう。これに起因して、ガラス基板の位置検出、品番確認に誤検出が発生し、ガラス基板の位置決め、品番確認を正確に行うことができないという原因を突き止めた。特にガラス基板の板厚が０．３ｍｍ以下の場合に誤検出が多発することを突き止めた。ガラス基板の板厚が０．３ｍｍ以下の場合、レーザー光の反射面積が小さく、誤検出が発生し易いためである。

つまり、コーナーカット用砥石１６Ａ、１６Ｂで加工されるコーナーカット部又はオリフラ部の面を、実施の形態のガラス基板１０の如く未研磨面とすることで、ガラス基板１０の位置決め、品番確認を正確に実施することができるとの知見を得た。

したがって、実施の形態のガラス基板１０によれば、コーナーカット部又はオリフラ部の面が未研磨であるので、レーザー変位計からレーザー光をコーナーカット部又はオリフラ部に照射してのガラス基板の位置決め、品番確認を正確に行うことができる。

また、実施の形態では、ガラス基板１０の前記未研磨面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．５μｍを超えるようにガラス基板１０をコーナーカット用砥石１６Ａ、１６Ｂによって加工している。

未研磨面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．５μｍ以下であると、レーザー光の大部分がコーナーカット部又はオリフラ部の面で反射せずガラス基板１０の内部に透過してしまう。これに対して、未研磨面の粗さ（Ｒａ）が０．５μｍを超えると、レーザー光の大部分がコーナーカット部又はオリフラ部の面で反射してレーザー変位計で受光されることを確認した。また、粗さ（Ｒａ）が０．７μｍを超えた場合には、レーザー光のほとんどがコーナーカット部又はオリフラ部で反射してレーザー変位計で受光されることを確認した。よって、コーナーカット部及び／又はオリフラ部の粗さ（Ｒａ）は、０．５μｍを超えていることを要し、０．７μｍを超えていることがより好ましいことを確認した。

なお、コーナーカット部又はオリフラ部の面の粗さが粗過ぎると、コーナーカット部又はオリフラ部にガラス粉等のパーティクルが付着し易くなり、ガラス基板の品質が低下する場合があるので、コーナーカット部又はオリフラ部の粗さの上限値のＲａは１．５μｍであることが好ましく、１．２μｍであることがより好ましい。

また、ガラス基板１０に形成されるオリフラ部は、一箇所に限定されるものではなく、二カ所以上であってもよい。オリフラ部にレーザー光を照射して位置決めする場合、二カ所以上のオリフラ部を使用する場合があるからである。

更に、コーナーカット部又はオリフラ部の面の算術平均粗さ（Ｒａ）を０．５μｍ超と規定することにより、板厚が０．３ｍｍ以下のガラス基板であっても、前述した誤検出を防止できる。

ところで、ガラス基板１０の長辺１０Ａ、１０Ｂ、及び短辺１０Ｃ、１０Ｄは、第１、第２の仕上げ砥石１８Ａ、１８Ｂ、２０Ａ、２０Ｂである不織布、又はレジンボンド砥石によって鏡面に面取り加工される。

すなわち、コーナーカット部又はオリフラ部は、ガラス基板１０端面よりも粗さが粗くなるように、コーナーカット用砥石１６Ａ、１６Ｂによって研削加工される。この際に、コーナーカット部又はオリフラ部の算術平均粗さ（Ｒａ）とガラス基板１０の端面の算術平均粗さ（Ｒａ）との差が０．１μｍ以上となるように、前記端面を面取り加工することが好ましい。例えば、コーナーカット部又はオリフラ部の面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．６μｍである場合には、ガラス基板１０の端面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．５μｍ以下となるように、仕上げ砥石１８Ａ、１８Ｂ、２０Ａ、２０Ｂの材質、又は粒度を選択する。

このように、コーナーカット部又はオリフラ部の算術平均粗さ（Ｒａ）とガラス基板１０の端面の算術平均粗さ（Ｒａ）との差を、０．１μｍ以上もたせることにより、コーナーカット部又はオリフラ部と前記端面との境界部が明確になる。

ガラス基板の品番判定装置には、輝度と粗さとの相関によってオリフラ部の寸法、形状を測定し品番判定する装置がある。Ｒａの差が０．１μｍ以上の本発明のガラス基板１０にこの品番判定装置を使用した場合、ガラス基板１０の前記境界部が明確になっているので、ガラス基板１０の品番判定を正確に行うことができる。

なお、ガラス基板１０の端面の複数箇所（例えば１０箇所）において、各々の箇所の算術平均粗さ（Ｒａ）を求め、各々の算術平均粗さ（Ｒａ）の平均値が、コーナーカット部又はオリフラ部の算術平均粗さ（Ｒａ）よりも０．１μｍ以下となるように前記端面を面取り加工してもよい。この場合にも、コーナーカット部又はオリフラ部と前記端面との境界部が明確になる。

なお、実施の形態では、タクト向上の観点からコーナーカット用砥石１６Ａ、１６Ｂを設けた例で説明したが、面取り砥石１２Ａ、１２Ｂをコーナーカット用砥石１６Ａ、１６Ｂと同方向に斜行移動させてコーナーカット加工、又はオリフラ加工してもよい。また、全ての角部Ｃ１〜Ｃ４に形成されるコーナーカット部又はオリフラ部の面を未研磨面とするのではなく、レーザー光が照射されるコーナーカット部又はオリフラ部の面を未研磨面とし、残りのコーナーカット部又はオリフラ部の面を研磨面としてもよい。

１０…ガラス基板、１２Ａ、１２Ｂ…第１の面取り砥石、１４Ａ、１４Ｂ…第２の面取り砥石、１６Ａ、１６Ｂ…コーナーカット用砥石、１８Ａ、１８Ｂ…第１の仕上げ砥石、２０Ａ、２０Ｂ…第２の仕上げ砥石、２２…テーブル、Ｃ１〜Ｃ４…角部

Claims

２つの主面と４つの端面と隣り合う２端面間にコーナーカット部及び／又は該コーナーカット部より大きく切削加工されたオリエーテンションフラット部とを有するガラス基板であって、該コーナーカット部又はオリエーテンションフラット部の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．５μｍを超え、１．５μｍ以下であることを特徴とするガラス基板。
前記コーナーカット部又は前記オリエーテンションフラット部の粗さは、前記ガラス基板の前記端面の粗さよりも粗く、
前記コーナーカット部又は前記オリエーテンションフラット部の算術平均粗さ（Ｒａ）と前記ガラス基板の前記端面の算術平均粗さ（Ｒａ）との差が０．１μｍ以上である請求項１に記載のガラス基板。
前記オリエーテンションフラット部は、前記ガラス基板の隣り合う２端面間のうち少なくとも一箇所に備えられている請求項１又は２に記載のガラス基板。
前記ガラス基板の板厚が０．３ｍｍ以下である請求項１、２又は３に記載のガラス基板。
前記コーナーカット部又は前記オリエーテンションフラット部が未研磨面である請求項１、２、３又は４に記載のガラス基板。