JP5584884B2 - ガラス基板の欠陥修正方法、ガラス基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、表示パネルを構成するためのガラス基板の欠陥修正に関するものである。

液晶表示パネルやプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などのフラットディスプレイ用パネルを構成する基板には、ガラス基板が用いられることが多い。このフラットディスプレイ用のガラス基板（以下、単に「ガラス基板」と称する。）に対する要求は、近年のディスプレイの大画面化にともなって厳しくなってきている。

ガラス基板に対する要求の１つとして、ガラス基板の欠陥の低減がある。ここで、ガラス基板の欠陥とは、内部泡や内部異物などの内部欠陥と、表面に形成された突起や傷などの表面欠陥とを意味する。

欠陥を有するガラス基板を用いてフラットディスプレイを作成すると、欠陥の近傍において輝点や黒点などの表示不良が生じることになる。したがって、ガラス基板の欠陥はできるだけ少ないことが望ましい。

ここで、ガラス基板の欠陥の発生原因について説明しておく。

内部泡は、ガラス基板を製造する際のガラス原料を溶解する工程において、空気の巻き込みや耐火材からのガスの放出などによって、溶解したガラス原料の中に泡が形成されることにより発生する。さらに、使用するガラス原料によっては、ガラス原料自らガスを発生するものもある。このような内部泡は、体積に応じてある確率で存在し、その確率を下げることは容易ではない。なお、ガラス基板に存在する泡の位置が表面に近い場合には、ガラス基板の表面に突起（盛り上がりやうねりを含む）を伴うこともある。

内部異物は、原料に起因するものと、外部からのコンタミネーションに起因するものとがある。原料に起因する内部異物としては、ガラス原料が溶解されずに残ることにより異物化したものや、ガラス原料に混在していた難溶解性の異物がある。また、外部からのコンタミネーションとしては、ガラス原料を溶解する際に用いた耐火材がガラスに混入することによって異物となったものがある。なお、ガラス基板に存在する異物の位置が表面に近い場合には、内部泡と同じく、ガラス基板の表面に突起（盛り上がりやうねりを含む）を伴うこともある。

ガラス基板の表面に形成される突起は、上述したように内部泡や内部異物に伴って生じる表面欠陥である。

また、ガラス基板の表面に形成される傷は、原板といわれる大型のガラス板からガラス基板を切り出して周辺加工を施す加工工程において、ガラス基板同士が接触することなどによって生じるものである。

ところで、上記ガラス基板の欠陥に対処するための技術ではないが、不良画素に起因する輝点不良を解消するために、ガラス基板における不良画素に対応する領域に凹所を形成し、その凹所に遮光性樹脂を充填することによって光の漏れを防止する技術が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
また、液晶表示パネルのカラーフィルタに形成される微小突起を研削により除去する研磨装置も知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開平５−２１００７４号公報（公開日１９９３年８月２０日） 特開２００５−１８９３６０号公報（公開日２００５年７月１４日） 特開平６−３１３８７１号公報（公開日１９９４年１１月８日）

上述したガラス基板の欠陥は、フラットディスプレイにおける表示不良を招来し得る。

例えば、ある程度の大きさ（例えば直径１００μｍ以上）の内部泡が存在すると、その付近が輝点として観察されることになる。内部泡によって輝点が生じるメカニズムについては必ずしも明らかではないが、内部泡が存在することにより、内部泡周辺のガラスによるレンズ効果や、内部泡周辺のガラスに残留する応力による偏光状態の乱れなどが原因であるものと考えられる。

また、ある程度の大きさの内部異物が存在する場合についても、内部異物が遮光性の材料からなる場合には黒点を生じることもある。

さらに、突起や傷などの表面欠陥についても、ガラス基板の本来の表面とは異なる方向に微小な屈折面や反射面が形成されることになる結果、これらに起因した輝点を生じ得る。

したがって、表示品位の観点からは欠陥のないガラス基板を用いることが理想ではあるが、そのようなガラス基板を製造することは不可能である。また、ガラス基板の製造工程を見直すことによって、欠陥の発生をある程度までは低減できたとしても所詮限界がある。

一方、表示不良を招来するような欠陥を含むガラス基板すべてを不良品とした場合には、歩留りの低下、ひいてはガラス基板やフラットディスプレイのコストアップという問題を招来することになる。特に大画面に対応した大型のガラス基板では、確率的に欠陥を含みやすいため、歩留り低下の問題は深刻である。

したがって、製造されたガラス基板に欠陥が含まれていたとしても、それを修正することによって良品化する技術が求められている。

なお、このような要求は、液晶表示パネルやプラズマディスプレイパネルなどのフラットディスプレイ用パネルを構成するガラス基板にとって共通ではあるが、次の理由により、特に液晶表示パネル用のガラス基板において顕著である。

液晶表示パネル用のガラス基板には、その表面に半導体素子を形成する必要があり、半導体素子はアルカリ金属から悪影響を受けやすい。そのため、液晶表示パネル用のガラス基板には、添加成分としてアルカリ金属を含まない（不純物としてのアルカリ金属は１％以下）無アルカリガラスを用いることが一般的である。しかしながら、無アルカリガラスは融点が高いため、無アルカリガラスでは、ガラス原料の溶解時において泡が抜けにくく、内部泡が残りやすい。したがって、液晶表示パネル用のガラス基板は、内部泡としての欠陥を含みやすいため、特に欠陥を修正することによって良品化する技術への要求が特に高い。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、表示パネルを構成するためのガラス基板において、欠陥を修正する技術を提供することにある。

上記課題を解決する方法としては、例えば、ガラス基板の欠陥箇所のガラス材料をドリルで削る方法があるが、修正対象の欠陥部分のガラス材料をある程度除去できるものの、気泡の周囲のガラスまで完全に除去することは難しい。

また、ガラス基板の欠陥を完全に修正する方法としては、ガラス基板の欠陥箇所のガラス材料を砥石で削る方法が考えられるが、砥石をガラス基板に直接接触させているので、砥石によるガラス基板への加圧、および砥石とガラス基板との摩擦による加工熱によってガラス基板にダメージを与える虞がある。

そこで、本願発明者等は、鋭意検討した結果、ガラス基板へのダメージを与える虞がなく、ガラス基板の欠陥を完全に修正することを容易にする方法として、ガラス基板に砥粒となる粉体を噴き付ける砥粒ブラストが有効であることを見出した。なお、噴き付けるのは粉体以外に、流体であってもよく、粉体を含んだ流体であってもよい。

本発明に係るガラス基板の欠陥修正方法は、上記課題を解決するために、表示パネルを構成するためのガラス基板の欠陥修正方法であって、上記ガラス基板に形成された修正対象欠陥の位置する部位に対して、粉体または流体の少なくとも一方を噴射して該ガラス基板から少なくとも上記修正対象欠陥を含む領域のガラス材料の除去加工を行うことを特徴としている。

上記の構成によれば、ガラス基板に形成された修正対象欠陥の位置する部位に対して、粉体または流体の少なくとも一方を噴射して該ガラス基板から少なくとも上記修正対象欠陥を含む領域のガラス材料の除去加工を行うことで、ガラス基板へのダメージを与える虞がなく、ガラス基板の欠陥を完全に修正することを容易にできる。

つまり、上記構成の修正欠陥方法では、噴射された粉体または流体が修正対象欠陥を含む領域に衝突することによって生じる微細な脆性加工の積み重ねにより研削を進展させているため、微細な加工（研削）が可能となるので、除去対象となる部位のガラス材料の研削量の調整を容易にできる。これにより、ガラス基板へのダメージを与える虞がなく、ガラス基板の欠陥を完全に修正することを容易にできる。

ここで、ガラス基板から少なくとも修正対象欠陥を含む領域のガラス材料の除去加工を行うことで、修正対象欠陥に起因する表示不良を緩和することができる。

上記修正対象欠陥には、ガラス基板の内部に形成される内部欠陥（内部泡など）とガラス基板の表面に形成される表面欠陥（突起、傷など）がある。

上記修正対象欠陥が上記ガラス基板の内部に形成される内部欠陥である場合、上記除去加工では、上記ガラス基板に形成された内部欠陥の位置する部位に対して、粉体または流体の少なくとも一方を噴射して該ガラス基板の表面から少なくとも上記内部欠陥に達するまでガラス材料を除去することが好ましい。

また、上記除去加工では、上記内部欠陥を取り巻くガラス材料を併せて除去することが好ましい。

上記方法では、ガラス基板の表面から内部欠陥に達するまでのガラス材料を含み、さらに内部欠陥を取り巻くガラス材料、つまり、内部欠陥の側方や裏側のガラス材料を併せて除去することにより、上記レンズ効果や偏光状態の乱れをより一層軽減することができる。

一方、上記修正対象欠陥が上記ガラス基板の表面に形成される突起である場合、上記除去加工では、上記ガラス基板の表面に形成された突起の位置する部位に対して、粉体または流体の少なくとも一方を噴射して該ガラス基板の表面を平坦化するようにガラス材料を除去することが好ましい。

上記方法では、上記突起を粉体または流体の少なくとも一方を噴射してガラス材料を除去することで平坦化する。ここで、突起を平坦化するとは、突起の一部又は全部を除去することによって突起の高さを低くすることを意味する。突起を平坦化する際には、その部分にやや窪みが形成されてもよい。

これにより、突起の形成された表面を本来の表面形状に近づけることができる。その結果、上記突起に起因した輝点を生じ難くすることができる。

このように上記方法では、ガラス基板の表面欠陥に起因する表示不良が緩和されるように、ガラス基板の表面欠陥を修正することができる。

また、上記修正対象欠陥が上記ガラス基板の表面に形成される傷である場合、上記除去加工では、上記ガラス基板の表面に形成された傷の位置する部位に対して、粉体または流体の少なくとも一方を噴射して該ガラス基板の傷によって形成される表面を平滑化するようにガラス材料を除去することが好ましい。

上記方法では、上記傷を粉体または流体の少なくとも一方を噴射することでガラス材料を除去して平滑化する。ここで、傷によって形成される表面を平滑化するとは、ガラス基板の本来の表面に対して、傷によって形成される表面がなしている角度を小さくすることをいう。

これにより、傷の形成された表面を本来の表面形状に近づけることができる。その結果、上記傷に起因した輝点を生じ難くすることができる。

このように上記方法では、ガラス基板の表面欠陥に起因する表示不良が緩和されるように、ガラス基板の表面欠陥を修正することができる。

上記除去加工では、上記ガラス基板の表面に形成された突起または傷を取り巻くガラス材料を併せて除去することが好ましい。

上記方法では、ガラス基板の表面に形成された突起または傷を取り巻くガラス材料を併せて除去することにより、上記レンズ効果や偏光状態の乱れをより一層軽減することができる。

上記粉体は、アルミナであることが好ましい。このアルミナは、硬度(モース）が９であり、研削用の砥粒として好適に用いることができる。

上記ガラス基板の修正対象欠陥に相当する部位に噴射され、研削を行う粉体は、研削部位で残留するため、次の粉体の噴射による研削の邪魔になり、粉体の噴射を続ければ続けるほど、研削効率が低下する。

従って、上記除去加工では、粉体を噴射によりガラス材料を除去する場合、粉体の噴射と、粉体を噴射するための媒体であるエアーのみの噴射とを交互に行うようにしている。

上記の方法では、ガラス基板の修正対象部位の研削と、研削部位に残留する粉体などの残留物の除去とを交互に行うことになるので、不要な粉体の残留を無くすことができ、この結果、研削効率を高めることが可能となる。

上記除去加工によってガラス材料が除去された部位に透明材料を充填することが好ましい。

上記方法では、除去加工によってガラス材料が除去された部位（窪み、溝など）に透明材料（個体）が充填されることにより、この部位内が空の状態と比較して、この部位における屈折率変化を小さくすることができる。その結果、上記除去加工によってガラス材料が除去された部位を目立ち難くすることができる。

また、上記欠陥修正方法において、上記ガラス基板が液晶表示パネルを構成するためのものであってもよい。

液晶表示パネルを構成するためのガラス基板は、アルカリ金属の含有量が少なく融点が高いため、内部泡を発生しやすい。したがって、上記の内部欠陥を除去する方法は液晶表示パネルを構成するためのガラス基板に対して特に有効である。

なお、上述した各欠陥修正方法は、ガラス基板の製造方法としても捉えることができる。

本発明のガラス基板の製造方法は、表示パネルを構成するためのガラス基板の製造方法であって、上記ガラス基板に形成された修正対象欠陥の位置する部位に対して、粉体または流体の少なくとも一方を噴射して該ガラス基板から少なくとも上記修正対象欠陥を含む領域のガラス材料の除去加工を行う工程を含むことを特徴としている。

そして、上記修正対象欠陥が上記ガラス基板の内部に形成される内部欠陥（内部泡など）である場合、上記除去加工を行う工程では、上記ガラス基板に形成された内部欠陥の位置する部位に対して、粉体または流体の少なくとも一方を噴射して該ガラス基板の表面から少なくとも上記内部欠陥に達するまでガラス材料を除去することが好ましい。

上記除去加工を行う工程では、上記内部欠陥を取り巻くガラス材料を併せて除去することが好ましい。

また、上記修正対象欠陥が上記ガラス基板の表面に形成される突起である場合、上記除去加工を行う工程では、上記ガラス基板の表面に形成された突起の位置する部位に対して、粉体または流体の少なくとも一方を噴射して該ガラス基板の表面を平坦化するようにガラス材料を除去することが好ましい。

さらに、上記修正対象欠陥が上記ガラス基板の表面に形成される傷である場合、上記除去加工を行う工程では、上記ガラス基板の表面に形成された傷の位置する部位に対して、粉体または流体の少なくとも一方を噴射して該ガラス基板の傷によって形成される表面を平滑化するようにガラス材料を除去することが好ましい。

そして、上記除去加工を行う工程では、上記ガラス基板の表面に形成された突起または傷を取り巻くガラス材料を併せて除去することが好ましい。

上記粉体は、アルミナであることが好ましい。

上記除去加工を行う工程では、粉体を噴射によりガラス材料を除去する場合、粉体の噴射と、粉体を噴射するための媒体であるエアーのみの噴射とを交互に行うことが好ましい。

上記除去加工を行う工程によってガラス材料が除去された部位に透明材料を充填する充填工程を含むことが好ましい。

上記ガラス基板が液晶表示パネルを構成するためのものであることが好ましい。

上記構成では、表示パネルを構成したときの表示領域内においても、ガラス材料の除去加工が施され、かつ、透光性を維持する部位を有することにより、もともとガラス基板に形成されていた内部欠陥や表面欠陥を上記部位に置き替えることができる。これにより、ガラス基板の内部欠陥や表面欠陥に起因する表示不良を緩和することができる。

本発明のガラス基板は、表示パネルを構成するためのガラス基板であって、表示パネルを構成したときの表示領域内の表面において、粉体または流体の少なくとも一方を噴射してガラス材料の除去加工が施され、かつ、透光性を維持する部位を有し、当該部位は窪んでいることを特徴としている。

そして、表示パネルを上記窪みに透明材料が充填されていることが好ましい。

これにより、窪みを目立ち難くすることができる。

また、前記表示パネル用ガラス基板を用いて表示パネルを構成することにより、その表示パネルにおいて、ガラス基板の内部欠陥や表面欠陥に起因する表示不良を緩和することができる。

本発明に係るガラス基板の欠陥修正方法は、以上のように、表示パネルを構成するためのガラス基板の欠陥修正方法であって、上記ガラス基板に形成された修正対象欠陥の位置する部位に対して、粉体または流体の少なくとも一方を噴射して該ガラス基板から少なくとも上記修正対象欠陥を含む領域のガラス材料の除去加工を行うことにより、ガラス基板へのダメージを最小限にして、ガラス基板の欠陥を完全に修正することができるという効果を奏する。

〔実施形態１〕
本発明の第１の実施形態について説明すれば、以下の通りである。

本実施形態の欠陥修正方法は、表示パネルを構成するためのガラス基板の欠陥修正方法であり、修正対象となる欠陥はガラス基板に形成された内部欠陥である。

また、本実施形態の欠陥修正方法は、液晶表示パネルやプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等種々の表示パネルを構成するためのガラス基板に対して適用できる。

さらに、本実施形態の欠陥修正方法は、ガラス基板や表示パネルの製造における種々の段階において実施することができる。例えば、ガラス製造者においてガラス基板を原板から切り出した後、出荷するまでの段階、表示装置の製造者においてガラス基板を受け入れた後、表示パネルに用いるまでの段階、構成された表示パネルを検査した後、表示装置として組み立てられるまでの段階などの種々の段階において本実施形態の欠陥修正方法を実施することができる。特に、ガラス製造者においてガラス基板を原板から切り出した後、出荷するまでの段階において本実施形態の欠陥修正方法を実施する場合には、本実施形態の欠陥修正方法はガラス基板の製造方法をなすことになる。

以下では、ガラス基板として液晶表示パネル用のものを想定するとともに、欠陥修正方法の実施段階として、構成された表示パネルを検査した後、表示装置として組み立てられるまでの段階を想定する。また、内部欠陥として内部泡を想定し、内部泡の修正方法について説明する。

なお、液晶表示パネルを構成するためのガラス基板は、アルカリ金属の含有量が少なく融点が高いため、内部泡を発生しやすい。したがって、本実施形態の欠陥修正方法は液晶表示パネルを構成するためのガラス基板に対して特に有効である。

図２は、修正対象となる内部欠陥としての内部泡１ｂが形成されたガラス基板１の断面図である。

図２に示す内部泡１ｂは、そのサイズが比較的大きく、また、その位置がガラス基板１の表面１ｓに比較的近いことから、ガラス基板１の表面１ｓに突起１ｐを伴っている。なお、内部泡１ｂは、そのサイズや位置によっては、突起１ｐを伴わないこともある。

内部泡１ｂは、最大径が１００μｍ以下のものから、ガラス基板１の厚さ（例えば０．７ｍｍ）と同程度のものまで様々な大きさのものが存在しうる。最大径が例えば１００μｍ以下の小さな内部泡１ｂについては、表示への悪影響が小さいことから、特段の措置をとらないことも考えられる。また、最大径が例えば１００〜３００μｍの内部泡１ｂについては、黒点化するといった措置をとることも考えられる。しかしながら、最大径が例えば３００μｍを超える内部泡１ｂについては、表示への悪影響を十分に低減する有効な措置は、以下において説明する本実施形態の欠陥修正方法を除いて考え難い。

このように、本実施形態の欠陥修正方法は、内部泡１ｂとして小さなものから大きなものまで広く対応できるが、他の有効な措置が考え難い大きな内部泡１ｂに対して特に有効である。

ガラス基板１に形成される内部泡１ｂに起因して、輝点が観察される。その理由としては、詳細なメカニズムは必ずしも明らかではないが、次のように考えることができる。

内部泡１ｂが形成されたガラス基板１を用いて液晶表示パネルを構成すると、内部泡１ｂの周辺のガラス（取巻部１ｄ）によるレンズ効果や、内部泡１ｂの周辺のガラスに残留する応力による偏光状態の乱れなどによって、内部泡１ｂ付近が輝点として観察されることになる。

そこで、本実施形態にかかる欠陥修正方法は、上記ガラス基板１に形成された内部欠陥である内部泡１ｂの位置する部位において、砥粒を噴射して該ガラス基板１の表面１ｓから少なくとも上記内部泡１ｂに達するまでガラス材料の除去加工を行うことを特徴とする欠陥修正方法である。

また、図２に示すように、内部泡１ｂを取り巻くガラス材料（以下、取巻部と称する）１ｄは、レンズ効果や偏光状態の乱れが生じる虞があるので、内部泡１ｂとともに除去するのが好ましい。

図１（ａ）〜図１（ｃ）は、本実施形態に係る欠陥修正方法による内部欠陥の除去工程を示す図である。

図１（ａ）に示すように、ガラス基板１の表面１ｓの突起１ｐに対して、所定の噴射速度で砥粒１２ａを噴き付ける。このとき、砥粒１２ａとして、粒径が８００番（約０．０３ｍｍ）のアルミナを用いる。そして、砥粒１２ａの噴射速度は、０．２ｍｍ／ｓ〜０．６ｍｍ／ｓに設定されている。

さらに、上記の噴射速度により砥粒１２ａを噴き付け続けて、図１（ｂ）に示すように、砥粒１２ａが内部泡１ｂに達するまで、砥粒１２ａによって突起１ｐのガラス材料を除去する。そして、さらに、砥粒１２ａを噴射し続けることで、砥粒１２ａによる研削領域が内部泡１ｂにまで達する。この状態で、さらに、砥粒１２ａを噴射し続けて、図１（ｃ）に示すように、レンズ効果や偏光状態の乱れが生じる虞のない修正面１ｅが露出するまで、内部泡１ｂの取巻部１ｄのガラス材料を除去する。

上記の研削は、噴射された砥粒１２ａの衝突によって生じる微細な脆性加工の積み重ねによって加工が進展するため、微細かつ高品位な加工を行うことができる。

ここで、本実施形態にかかる欠陥修正方法を実現するための装置について以下に説明する。

図３は、本実施形態の欠陥修正方法を実施するための欠陥修正装置１０の断面図である。

この欠陥修正装置１０は、載置台１１の載置面１１ａ上に、修正対象物としてのガラス基板１を地面に対して垂直方向に固定するための基板載置台１３と、基板載置台１３に固定されたガラス基板１の修正箇所１ｂに対して砥粒１２ａを噴射するための修正ヘッド１２を搭載したヘッド搭載台１４とが設けられている。

上記修正ヘッド１２は、上記ヘッド搭載台１４において、地面に対して水平方向及び垂直方向に移動可能に設けられており、砥粒１２ａの噴射方向が地面に対して水平方向となるようになっている。

また、修正ヘッド１２は、ガラス基板１を研削するための砥粒１２ａを噴射する噴射ノズル（後述する）を備えている。つまり、欠陥修正装置１０は、修正ヘッド１２をガラス基板１の内部泡１ｂに対向する位置へ移動させ、その位置において砥粒１２ａをガラス基板１の表面１ｓに噴射して研削加工を行うようになっている。

本実施形態の欠陥修正方法を実施するにあたっては、例えば次の手順で行うことができる。まずは欠陥修正前のガラス基板１を用いて液晶表示パネルを作成する。そして、作成された液晶表示パネルの裏面から均一な光を照射しつつ、ガラス基板１に形成された内部泡１ｂに起因して輝点が観察されるか否かを検査し、観察された場合には、その位置を特定しておく。その後、液晶表示パネルを欠陥修正装置１０の基板載置台１３に固定し、上記特定した位置において、後述する研削加工を行う。なお、ガラス基板１の表面に偏光板が貼り付けられる場合には、研削加工を行う前に一旦偏光板を剥がし、研削加工終了後に偏光板を貼り直すようにすればよい。

図４は、上記欠陥修正装置１０に備えられた修正ヘッド１２の模式図である。

上記修正ヘッド１２は、図４に示すように、砥粒１２ａを定量供給するための砥粒供給ノズル１２１を有する構造となっている。

上記砥粒供給ノズル１２１は、円筒からなり、砥粒１２ａの吐出孔となる円筒先端孔１２１ａと、エアーの供給孔となる円筒後端孔１２１ｂと、上記円筒先端孔１２１ａと円筒後端孔１２１ｂとの間に形成され、砥粒１２ａの供給孔となる砥粒供給孔１２１ｃとを有している。

上記砥粒供給ノズル１２１の砥粒供給孔１２１ｃは、砥粒を貯蔵する砥粒タンク１２２に接続され、円筒後端孔１２１ｂは、高速電磁弁１２３に接続されている。

上記砥粒タンク１２２には、上記砥粒供給ノズル１２１との接続部分に開閉蓋（図示せず）が設けられており、砥粒１２ａの供給時のみ上記開閉蓋が開放するようになっている。

上記高速電磁弁１２３は、上記砥粒供給ノズル１２１の円筒後端孔１２１ｂに接続される接続用筒１２３ａと、エアー供給部（図示せず）からの供給用エアーを取り込むためのエアー取込口１２３ｂと有し、当該高速電磁弁１２３が開状態のとき、エアー取込口１２３ｂから取り込んだ供給用エアーを接続用筒１２３ａに供給し、当該高速電磁弁１２３が閉状態のとき、エアー取込口１２３ｂから取り込んだ供給用エアーを接続用筒１２３ａに供給するのを停止するようになっている。

従って、上記構成の修正ヘッド１２では、上記高速電磁弁１２３が開状態であって、且つ砥粒タンク１２２の開閉蓋が開状態のとき、供給エアーによって砥粒供給ノズル１２１から砥粒１２ａが噴射される。また、上記高速電磁弁１２３が閉状態であれば、砥粒タンク１２２の開閉蓋の開閉状態に関わらず、砥粒１２ａは砥粒供給ノズル１２１から噴射されない。なお、上記高速電磁弁１２３が開状態であって、且つ砥粒タンク１２２の開閉蓋が閉状態であれば、砥粒供給ノズル１２１からは、砥粒１２ａを含まないエアーのみを噴射させることができる。

上記構成の修正ヘッド１２は、ガラス基板１の表面１ｓの突起１ｐに対して、粒度が８００番のアルミナからなる砥粒１２ａを加工速度０．２ｍｍ／ｓ〜０．６ｍｍ／ｓ（噴射速度１５０〜２００ｍ／s）で噴射することで、内部欠陥である内部泡１ｂに達するまでガラス材料を除去するようになる。

通常、修正ヘッド１２から砥粒１２ａをガラス基板１の表面１ａに噴射し続けると、該ガラス基板１の研削部位に砥粒１２ａが残る。このような場合、新たに噴射される砥粒１２ａが、研削部位に残った砥粒１２ａに衝突し、実際の研削対象面に直接研削できないようになるので、研削効率が低下するという問題が生じる。

そこで、砥粒１２ａの噴射と、砥粒１２ａを噴射するための媒体であるエアーのみの噴射とを交互に行うことで、エアーのみの噴射によって、研削部位に残った砥粒１２ａを除去することができる。これにより、研削効率の向上を図ることが可能となる。この場合の具体的な方法としては、上述したように、高速電磁弁１２３を開状態として、砥粒タンク１２２の開閉蓋の開閉を断続的に行うようにすれば、砥粒１２ａを含むエアーと砥粒１２ａを含まないエアーとを交互に噴射することができる。

上記のような修正ヘッド１２としては、例えば（株）仙台ニコン製のＡＪＭ（ＡＢＲＡＳＩＶＥ Ｊｅｔ Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ）を使用することが可能である。

本実施形態の欠陥修正方法では、上記図１（ｂ）の状態までの除去加工を行ってもよく、上記図１（ｃ）の状態までの除去加工を行ってもよい。それぞれの場合における除去加工後のガラス基板１の状態をそれぞれ図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す。

図５（ａ）及び図５（ｂ）それぞれに示した状態は、ガラス基板１の形状としては必ずしも理想的な状態ではないが、実際に表示への影響を確認した結果では、上記除去加工を行う前の状態と比較して、内部泡１ｂに起因する輝点は観察され難くなった。

図５（ａ）に示した状態では、ガラス基板１の表面１ｓから内部泡１ｂに達するまでガラス材料の除去加工を行うことにより、レンズ効果や偏光状態の乱れを引き起こす内部泡１ｂ周辺のガラス（取巻部１ｄ）の少なくとも一部（表面側の部分）が除去された状態となっている。その結果、上記レンズ効果や偏光状態の乱れが軽減され、輝点として観察され難くなるものと考えられる。

また、図５（ｂ）に示した状態では、内部泡１ｂの側方や裏側のガラス材料（取巻部１ｄ）までが除去されることにより、レンズ効果や偏光状態の乱れが生じる虞のない修正面１ｅが露出するまで研削された状態となっている。その結果、上記レンズ効果や偏光状態の乱れをより一層軽減することができるものと考えられる。

次に、望ましい加工形状について説明する。図６（ａ）に示すように、加工面１ｗの一部が表面１ｓに対して垂直に切り立った形状の窪みが形成された場合には、表面１ｓに垂直な観察方向Ｄでは、加工面１ｗの垂直部分と観察方向Ｄとが一致するため、この観察方向Ｄにおいて加工面１ｗの表示への影響が累積される。その結果、加工面１ｗが目立ちやすくなってしまう。

これに対し、図６（ｂ）に示すように、加工面１ｗが上記のように表面１ｓに対して垂直に切り立っておらず、加工面１ｗの任意の位置における接平面（図６（ｂ）において一点鎖線により示す）が、表面１ｓに対して平行又は傾斜している場合には、観察方向Ｄにおいて加工面１ｗの表示への影響が累積されることはなく、加工面１ｗを目立ち難くすることができる。

したがって、加工形状としては、図６（ｂ）に示すように、加工面１ｗの任意の位置における接平面が、表面１ｓに対して平行又は傾斜していることが望ましい。このような加工形状を得るには、例えば修正ヘッド１２から噴射する砥粒１２ａの噴射速度を欠陥位置によって変えればよい。例えば、図６（ｂ）に示すような形状の窪みを得ようとする場合には、窪みの中央となる部位では砥粒１２ａの噴射速度は早くし、窪みの中央から外側に向かって砥粒１２ａの噴射速度を徐々に遅くすればよい。

また、除去加工によって形成された窪みには、図７に示すように、透明材料２を充填することが望ましい。上記窪みに透明材料が充填されることにより、この窪み内が空の状態と比較して、この窪みにおける屈折率変化を小さくすることができる。その結果、上記窪みを目立ち難くすることができる。このように除去加工によって形成された窪みに透明材料２を充填するには、液体状の透明樹脂を窪みに充填して固化するなどすればよい。

上記欠陥修正装置１０では、砥粒１２ａとして、アルミナを使用しているが、これに限定されるものではなく、炭化珪素、炭化ホウ素、酸化セリウムなどを使用してもよい。また、砥粒１２ａの粒度としては、８００番に限定されず、他の粒度であってもよく、８００番で加工した後に２０００番で仕上げるとなお好ましく、研削対象物に応じて変更すればよい。

以上の説明は、内部欠陥としての内部泡１ｂが形成されたガラス基板１を修正対象とするものであるが、図８に示すように、内部欠陥としての内部異物１ｃが形成されたガラス基板１を修正対象としてもよい。この場合でも、上述したレンズ効果や偏光状態の乱れの軽減を実現することができる。また、内部異物１ｃが遮光性の材料からなる場合において、図５（ｂ）に示したように内部異物１ｃを完全に除去してしまうような加工を施すことにより、黒点を除去するという効果も得られる。

また、本実施形態では、修正対象となる欠陥をガラス基板１の内部に形成される内部泡１ｂや内部異物１ｃを想定した欠陥修正方法の例について説明したが、以下の実施の形態２では、修正対象となる欠陥はガラス基板に形成された表面欠陥としての突起を研削により除去する例について説明する。

〔実施形態２〕
本発明の第２の実施形態について説明すれば以下の通りである。

本実施形態の欠陥修正方法は、表示パネルを構成するためのガラス基板の欠陥修正方法であり、修正対象となる欠陥はガラス基板に形成された表面欠陥としての突起である。この突起は、実施形態１において説明したように、内部欠陥の存在によって形成されることもあるが、内部欠陥とは無関係に形成されることもある。

また、本実施形態の欠陥修正方法は、実施形態１の場合と同じく、液晶表示パネルやプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等種々の表示パネルを構成するためのガラス基板に対して適用できる。

さらに、本実施形態の欠陥修正方法は、実施形態１の場合と同じく、ガラス基板や表示パネルの製造における種々の段階において実施することができる。

図９は、修正対象となる表面欠陥としての突起１ｐが形成されたガラス基板１の断面図である。本実施形態の欠陥修正方法を実施するための装置としては、実施形態１において説明した欠陥修正装置１０を利用することができる。

図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、研削加工の進行状況を示す図である。修正ヘッド１２により、砥粒１２ａが噴射されると、図１０（ａ）に示すように、噴射された砥粒１２ａがガラス基板１の突起１ｐに当接することによって研削加工が始まる。さらに砥粒１２ａを噴射し続けると、図１０（ｂ）に示すように、突起１ｐの高さは低くなる。さらに砥粒１２ａを噴射し続けると、図１０（ｃ）に示すように、突起１ｐは完全に除去される。

なお、砥粒１２ａを噴射する際にには、修正ヘッド１２をガラス基板の研削面に対して水平方向に揺動させることにより、突起１ｐが除去された表面１ｓをほぼ平坦にすることができる。

本実施形態の欠陥修正方法では、上記図１０（ｂ）の状態までの除去加工を行ってもよく、上記図１０（ｃ）の状態までの除去加工を行ってもよい。このように、本実施形態の欠陥修正方法では、突起１ｐの一部又は全部を除去することによって突起１ｐの高さを低くしており、これを突起１ｐの平坦化と称する。これにより、突起１ｐの形成された表面１ｓを本来の表面形状に近づけることができる。その結果、突起１ｐに起因した輝点を生じ難くすることができる。

なお、突起１ｐを平坦化することによって、突起１ｐが形成されていた部分に多少の窪みが形成されてもよい。その場合には、加工形状としては、実施形態１において図６（ｂ）に示したように、加工面１ｗの任意の位置における接平面が、表面１ｓに対して平行又は傾斜していることが望ましい。また、形成された窪みには、実施形態１において図７に示したように、透明材料２を充填することが望ましい。

また、砥粒１２ａとしては、前記実施形態１と同様に、粒度が８００番のアルミナを用いて、加工速度０．２ｍｍ／ｓ〜０．６ｍｍ／ｓ（噴射速度１５０〜２００ｍ／s）で噴射するようにしてもよいし、砥粒１２ａの材料、粒度、噴射速度を必要に応じて変更してもよい。

以上のように、本実施形態２では、ガラス基板１の修正対象となる欠陥を突起１ｐとしていたが、以下の実施形態３では、ガラス基板１の修正対象となる欠陥を表面の傷の場合を例にして説明する。

〔実施形態３〕
本発明の第３の実施形態について説明すれば以下の通りである。

本実施形態の欠陥修正方法は、表示パネルを構成するためのガラス基板の欠陥修正方法であり、修正対象となる欠陥はガラス基板に形成された表面欠陥としての傷である。

また、本実施形態の欠陥修正方法は、実施形態１の場合と同じく、液晶表示パネルやプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等種々の表示パネルを構成するためのガラス基板に対して適用できる。

さらに、本実施形態の欠陥修正方法は、実施形態１の場合と同じく、ガラス基板や表示パネルの製造における種々の段階において実施することができる。

図１１は、修正対象となる表面欠陥としての傷１ｖが形成されたガラス基板１の断面図である。本実施形態の欠陥修正方法を実施するための装置としては、実施形態１において説明した欠陥修正装置１０を利用することができる。

図１２（ａ）〜図１２（ｂ）は、研削加工の進行状況を示す図である。修正ヘッド１２により、砥粒１２ａが噴射されると、図１２（ａ）に示すように、噴射された砥粒１２ａがガラス基板１の表面１ｓに当接することによって研削加工が始まる。そして修正ヘッド１２を水平方向に揺動させつつ砥粒１２ａを噴射させることによって、図１２（ｂ）に示すように、ガラス基板１の本来の表面１ｓに対して、傷１ｖによって形成される表面がなしている角度を小さくすることができる。

このように、本実施形態の欠陥修正方法では、ガラス基板１の本来の表面１ｓに対して、傷１ｖによって形成される表面がなしている角度を小さくしており、これを傷１ｖの平滑化と称する。これにより、傷１ｖの形成された表面１ｓを本来の表面形状に近づけることができる。その結果、傷１ｖに起因した輝点を生じ難くすることができる。

なお、傷１ｖを平滑化することによって形成された窪みの加工形状としては、実施形態１において図６（ｂ）に示したように、加工面１ｗの任意の位置における接平面が、表面１ｓに対して平行又は傾斜していることが望ましい。また、形成された窪みには、実施形態１において図７に示したように、透明材料２を充填することが望ましい。

以上、実施形態１から３において述べたガラス基板１を用いて構成される表示パネルとしての液晶表示パネル２０を図１３に示す。

液晶表示パネル２０は、２枚のガラス基板１・１を所定間隔隔てて互いに対向させ、互いの間に液晶２１を挟持した状態で周囲をシールすることによって構成される。なお、図示していないが、ガラス基板１・１の外側表面には偏光板などが貼り付けられている。

ガラス基板１・１には、液晶表示パネル２０の表示領域２０ａ内の表面において、実施形態１から３において述べたガラス材料の除去加工が施された加工面１ｗを有している。なお、この加工面１ｗは、ガラス基板１・１の両方が有している場合もあれば、何れか一方が有している場合もある。また、加工面１ｗには、透明材料が充填されていることが望ましい。

この液晶表示パネル２０では、もともとガラス基板１・１に形成されていた内部欠陥や表面欠陥に対して、実施形態１から３において述べたガラス材料の除去加工が施された結果、表示への悪影響が低減されることになり、従来であれば不良品として扱わざるを得なかった液晶表示パネル２０をも良品化することができるようになる。

なお、上述の各実施形態では、粉体である砥粒をエアーによって噴射して修正対象物を研削するようにした例について説明したが、粉体以外に、流体、すなわち水を噴射することにより、修正対象物を研削することも可能である。この場合、修正ヘッド１２として水を噴射するヘッドに変更すればよい。

また、上述の各実施形態では、図３に示すように、砥粒１２ａの噴射方向が地面に対して水平方向となるように、修正ヘッド１２が設置された欠陥修正装置１０を使用した例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図１４に示すように、砥粒１２ａの噴射方向が地面に対して垂直方向となるように、修正ヘッド１２が設置された欠陥修正装置１１０を使用することもできる。

この欠陥修正装置１１０は、ガラス基板１を載置するための載置面１１１ａを有する筐体１１１と、筐体１１１の天井部分からつり下げられ、水平方向及び垂直方向に移動可能な修正ヘッド１２とを備えている。

上記欠陥修正装置１０は、修正ヘッド１２をガラス基板１の内部泡１ｂの上方へ移動させ、その位置において砥粒１２ａをガラス基板１の表面１ｓに噴射して研削加工を行うようになっている。

また、上記の修正ヘッド１２では、図４に示したように、供給用エアーのみが供給されるので、供給用エアーの供給制御がそのまま砥粒１２ａの噴射・停止の制御となるものの、砥粒１２ａを含まないエアーのみを噴射するためには砥粒タンク１２２の開閉蓋の開閉を制御する必要がある。

そこで、砥粒タンク１２２の開閉蓋の開閉制御を行うことなく、砥粒１２ａを含まないエアーのみを噴射することのできる修正ヘッドを図１５に示す。

図１５に示す修正ヘッド１１２は、図４に示した修正ヘッド１２に対して、供給用エアーに加えて加速エアーを供給できるように加速ノズル１２４を加えている。他の構成要素については図４に示す修正ヘッド１２と同じである。

上記修正ヘッド１１２は、図１５に示すように、砥粒供給ノズル１２１によって供給された砥粒１２ａを加速させて噴射する加速ノズル１２４が新たに追加された構造となっている。

上記加速ノズル１２４は、砥粒１２ａを外部に噴射する噴射孔１２４ａと、該砥粒１２ａを加速して上記噴射孔１２４ａから噴射させるための加速用エアーを供給するためのエアー供給孔１２４ｂと、上記噴射孔１２４ａとエアー供給孔１２４ｂとの間に形成され、砥粒１２ａと加速エアーとを混合して上記噴射孔１２４ａへ導く混合室１２４ｃとを有している。

上記砥粒供給ノズル１２１の円筒先端孔１２１ａは、上記加速ノズル１２４の混合室１２４ｃに突出した状態で配置されている。

従って、上記構成の修正ヘッド１１２では、上記高速電磁弁１２３が開状態のとき、供給エアーによって砥粒供給ノズル１２１から砥粒１２ａが加速ノズル１２４に供給され、ここで、エアー供給孔１２４ｂから取り込まれた加速エアーによって、噴射孔１２４ａから砥粒１２ａを含んだエアーが噴射される。また、上記高速電磁弁１２３が閉状態のとき、供給エアーが砥粒供給ノズル１２１に供給されないので、砥粒１２ａが加速ノズル１２４に供給されない。このため、加速ノズル１２４の噴射孔１２４ａからは、砥粒１２ａを含まないエアーのみが噴射される。

なお、加速エアーの圧力をＰ１、供給エアーの圧力をＰ２としたとき、Ｐ１＜Ｐ２の関係が成り立つように各エアー供給が調整されている。これにより、砥粒供給ノズ１２１内の砥粒１２ａは必ず加速ノズル１２４に供給されるようになり、逆流は生じない。

通常、修正ヘッド１１２から砥粒１２ａをガラス基板１の表面１ａに噴射し続けると、該ガラス基板１の研削部位に砥粒１２ａが残る。このような場合、新たに噴射される砥粒１２ａが、研削部位に残った砥粒１２ａに衝突し、実際の研削対象面に直接研削できないようになるので、研削効率が低下するという問題が生じる。

そこで、修正ヘッド１１２の高速電磁弁１２４に、パルス状の駆動信号を供給することによって、エアー取込口１２３ｂから取り込んだエアーを断続的に上記接続用筒１２３ａに供給するようにして、砥粒供給ノズル１２１から加速ノズル１２４への砥粒１２ａの供給を断続的に行うにようにすれば、砥粒１２ａの噴射と、砥粒１２ａを噴射するための媒体であるエアーのみの噴射とを交互に行うことで、エアーのみの噴射によって、研削部位に残った砥粒１２ａを除去することができる。これにより、研削効率の向上を図ることが可能となる。

なお、図１５に示す修正ヘッド１１２は、図４に示す修正ヘッド１２と同様に、図３に示す欠陥修正装置１０、図１４に示す欠陥修正装置１１０の何れにも搭載可能である。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、液晶表示パネルやプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などのフラットディスプレイ用パネルについて好適に利用することができる。

（ａ）から（ｃ）は、本発明の第１実施形態における研削加工の進行状況を示す断面図である。 本発明の第１実施形態において、欠陥修正の対象となるガラス基板の要部を示す断面図である。 本発明の第１実施形態において用いる欠陥修正装置の構成を示す断面図である。 図３に示す欠陥修正装置に備えられた修正ヘッドの概略構成図である。 （ａ）及び（ｂ）は、上記研削加工の施されたガラス基板の要部を示す断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、上記研削加工による加工面の形状を示す断面図である。 上記研削加工によって形成された窪みに透明材料を充填した状態を示す断面図である。 本発明の第１実施形態において、欠陥修正の対象となる他のガラス基板の要部を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態において、欠陥修正の対象となるガラス基板の要部を示す断面図である。 （ａ）から（ｃ）は、本発明の第２の実施形態における研削加工の進行状況を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態において、欠陥修正の対象となるガラス基板の要部を示す断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３の実施形態における研削加工の進行状況を示す断面図である。 （ａ）は本発明の実施形態における液晶表示パネルを示す平面図であり、（ｂ）は上記液晶表示パネルを示す断面図である。 本発明の欠陥修正方法において使用する他の欠陥修正装置の構成を示す断面図である。 本発明の欠陥修正方法において使用する他の修正ヘッドの概略構成図である。

符号の説明

１ ガラス基板
１ａ 表面
１ｂ 内部泡（修正対象欠陥、内部欠陥）
１ｃ 内部異物（修正対象欠陥、内部欠陥）
１ｄ ガラス材料
１ｄ 取巻部
１ｅ 修正面
１ｐ 突起（修正対象欠陥、内部欠陥）
１ｓ 表面
１ｖ 傷（修正対象欠陥、内部欠陥）
１ｗ 加工面
２ 透明材料
１０ 欠陥修正装置
１１ 筐体
１１ａ 載置面
１２ 修正ヘッド
１２ａ 砥粒
２０ 液晶表示パネル
２０ａ 表示領域
２１ 液晶
１２１ 砥粒供給ノズル
１２１ａ 円筒先端孔
１２１ｂ 円筒後端孔
１２１ｃ 砥粒供給孔
１２２ 加速ノズル
１２２ａ 噴射孔
１２２ｂ エアー供給孔
１２２ｃ 混合室
１２３ 砥粒タンク
１２４ 高速電磁弁
１２４ａ 接続用筒
１２４ｂ エアー取込口

Claims (12)

1. 表示パネルを構成するためのガラス基板の欠陥修正方法であって、
   上記表示パネルを構成したときの表示領域内の上記ガラス基板に形成された、本来の表面とは異なる方向に微小な屈折面又は反射面を有する修正対象欠陥の位置する部位に対して、粉体または流体の少なくとも一方を噴射して該ガラス基板から少なくとも上記修正対象欠陥を含む領域のガラス材料の除去加工を行う工程を含み、
   上記修正対象欠陥が上記ガラス基板の内部に形成される内部欠陥である場合、
   上記除去加工を行う工程では、
   粉体の噴射と、粉体を噴射するための媒体であるエアーのみの噴射とを上記内部欠陥に対して交互に行うことで、該ガラス基板の表面から少なくとも上記内部欠陥に達するまでガラス材料を除去することを特徴とする欠陥修正方法。
2. 上記除去加工では、上記内部欠陥を取り巻くガラス材料を併せて除去することを特徴とする請求項１に記載の欠陥修正方法。
3. 上記内部欠陥が内部泡であることを特徴とする請求項１または２に記載の欠陥修正方法。
4. 上記粉体は、アルミナであることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の欠陥修正方法。
5. 上記除去加工によってガラス材料が除去された部位に透明材料を充填することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の欠陥修正方法。
6. 上記ガラス基板が液晶表示パネルを構成するためのものであることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の欠陥修正方法。
7. 表示パネルを構成するためのガラス基板の製造方法であって、
   上記表示パネルを構成したときの表示領域内の上記ガラス基板に形成された、本来の表面とは異なる方向に微小な屈折面又は反射面を有する修正対象欠陥の位置する部位に対して、粉体または流体の少なくとも一方を噴射して該ガラス基板から少なくとも上記修正対象欠陥を含む領域のガラス材料の除去加工を行う工程を含み、
   上記修正対象欠陥が上記ガラス基板の内部に形成される内部欠陥である場合、
   上記除去加工を行う工程では、
   粉体の噴射と、粉体を噴射するための媒体であるエアーのみの噴射とを上記内部欠陥に対して交互に行うことで、該ガラス基板の表面から少なくとも上記内部欠陥に達するまでガラス材料を除去することを特徴とするガラス基板の製造方法。
8. 上記除去加工を行う工程では、上記内部欠陥を取り巻くガラス材料を併せて除去することを特徴とする請求項７に記載のガラス基板の製造方法。
9. 上記内部欠陥が内部泡であることを特徴とする請求項７または８の何れかに記載のガラス基板の製造方法。
10. 上記粉体は、アルミナであることを特徴とする請求項７から９の何れか１項に記載のガラス基板の製造方法。
11. 上記除去加工を行う工程によってガラス材料が除去された部位に透明材料を充填する充填工程を含むことを特徴とする請求項７から１０の何れか１項に記載のガラス基板の製造方法。
12. 上記ガラス基板が液晶表示パネルを構成するためのものであることを特徴とする請求項７から１１の何れか１項に記載のガラス基板の製造方法。

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