JP6881301B2

JP6881301B2 - ガラス板の製造方法

Info

Publication number: JP6881301B2
Application number: JP2017523589A
Authority: JP
Inventors: 満堀江; 正文伊藤; 雄貴堀
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2015-06-12
Filing date: 2016-05-30
Publication date: 2021-06-02
Anticipated expiration: 2036-05-30
Also published as: DE112016002662T5; JPWO2016199612A1; CN210163336U; US20180071881A1; WO2016199612A1; CN208378728U

Description

本発明は、ガラス板の製造方法、ガラス板、および表示装置に関する。

特許文献１には、ガラス板の曲面をラバースリーブで研磨する技術が記載されている。ラバースリーブは、ゴム製の中空円筒体であり、内部に空気を供給し、内圧を一定に維持しながら使用される。ラバースリーブは、研磨中、ガラス板の曲面に密着するように弾性変形する。

特許文献２には、ガラス板の曲面を回転ドラムで研磨する技術が記載されている。ガラス板の回転角に応じて、ガラス板の中心に対する回転ドラムの中心の位置を変更させることより、ガラス板の曲面を研磨できる。

特許文献３には、ガラス板の曲面を研磨パッドで研磨する技術が記載されている。研磨パッドは、内部に弾性部材を複数有し、研磨中、ガラス板の曲面に密着するように弾性変形する。

特開平８−１４１８９８号公報特開平９−５７５９９号公報特公平８−２２４９８号公報

ガラス板の曲面を研磨する場合、ラバースリーブ、回転ドラム、研磨パッドなどによる研磨では、研磨速度が遅く、大きな欠点の除去にかかる時間が長かった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、ガラス板の大きな欠点を短時間で除去できる、ガラス板の製造方法の提供を主な目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
ガラス板の主面のうちの曲面を研磨具により研磨する研磨工程を有する、ガラス板の製造方法であって、
前記研磨具は、回転ブラシであって、回転芯と前記回転芯の外周部に設けられるブラシ毛とを有し、
前記ブラシ毛の平均直径が３００μｍ以下であり、
前記研磨工程では、前記ガラス板に対する前記回転ブラシの相対位置を前記回転ブラシの軸方向に揺動させ、
揺動速度の大きさが１ｍｍ／ｓｅｃ以上、揺動振幅が０．５ｍｍ以上であり、画像表示装置のカバーガラスとして用いられるガラス板の製造方法が提供される。

本発明の一態様によれば、ガラス板の大きな欠点を短時間で除去できる、ガラス板の製造方法が提供される。

一実施形態によるガラス板の製造方法を示す図である。図１のII−II線に沿った断面図である。一実施形態による研磨後のガラス板を示す図である。実施例１により得られる研磨後のガラス板の端部を示す図である。比較例２によるガラス板の製造方法を示す図である。比較例２により得られる研磨後のガラス板の端部を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成には、同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。本明細書において、数値範囲を表す「〜」はその前後の数値を含む範囲を意味する。

図１は、一実施形態によるガラス板の製造方法を示す断面図である。図１において、回転ブラシ２０の中心線の移動軌跡を２点鎖線で示す。図２は、図１のII−II線に沿った断面図である。図１および図２において、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は互いに垂直な方向である。Ｘ方向は回転ブラシ２０の軸方向を、Ｚ方向は上下方向を、Ｙ方向はＸ方向およびＺ方向に対し垂直な方向をそれぞれ表す。

図１および図２に示すようにガラス板の製造方法は、ガラス板１０の曲面１１を、研磨具としての回転ブラシ２０により研磨する研磨工程を有する。

ガラス板１０は、例えば車載用、ディスプレイ用などであってよい。ディスプレイは、ブラウン管、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどのいずれでもよい。ディスプレイは、携帯端末のディスプレイを含む。

ガラス板１０は、全体的に湾曲してよく、例えば円筒体の一部で構成されてよい。尚、ガラス板１０は、部分的に湾曲してもよい。つまり、ガラス板１０の一部のみが湾曲し、ガラス板１０の残部が平らでもよい。

ガラス板１０は、曲面１１を有する。曲面１１の任意の点において、その曲率半径の最小値は、例えば３０〜１００００ｍｍであり、１００〜１００００ｍｍが好ましく、３００〜１００００ｍｍがより好ましく、さらに好ましくは５００〜５０００ｍｍである。

ここで、曲面１１の曲率半径は、曲面１１の点における法線を含む平面で、曲面１１を切断して計測される。切断面を法線の周りに回転させると、曲率半径が最小値と最大値との間で変化してよい。尚、切断面を法線の周りに回転させるとき、曲率半径は変化しなくてもよく、その最小値と最大値とが同じでもよい。

ガラス板１０の曲面１１は、図１に示すようにＸ方向に垂直な断面視で湾曲しており、図２に示すようにＹ方向に垂直な断面視で平らであってよい。この場合、曲面１１の曲率半径は、Ｘ方向に垂直な断面で最小となり、Ｙ方向に垂直な断面で最大となる。この場合、曲率半径の最大値は無限大である。

尚、本実施形態のガラス板１０の曲面１１は、Ｙ方向に垂直な断面視で、平らであるが、湾曲していてもよい。

ガラス板１０の曲面１１は、図１に示すようにＸ方向に垂直な断面視で上に凹の曲面である。尚、曲面１１は、上に凸の曲面でもよい。

回転ブラシ２０は、回転芯２１と、回転芯２１の外周部に設けられるブラシ毛２２とを有する。ブラシ毛２２は、複数設けられる。図１および図２では、複数のブラシ毛２２を束として示す。

回転芯２１は、例えば円柱状に形成される。この場合、回転芯２１の外周面は、ガラス板１０の曲面１１と同様に、図２に示すようにＹ方向に垂直な断面視で平らである。Ｘ方向に沿って回転芯２１の一端から回転芯２１の他端まで複数のブラシ毛２２の長さを揃えることができ、研磨ムラが抑制できる。

尚、Ｙ方向に垂直な断面視で、ガラス板１０の曲面１１が湾曲している場合、回転芯２１の外周面も湾曲してよい。回転芯２１は、中央部が両端部よりも太い形状、または中央部が両端部よりも細い形状に形成されてもよい。Ｘ方向に沿って回転芯２１の一端から回転芯２１の他端まで複数のブラシ毛２２の長さを揃えられ、研磨ムラが抑制できる。

ブラシ毛２２は、回転芯２１の外周面に埋め込まれてもよいし、回転芯２１の外周面に巻き付けられるクランプに保持されてもよい。ブラシ毛２２は、樹脂などで形成される。ブラシ毛２２の長さは、略一定であってよい。
回転芯２１の最小半径が研磨面の最小曲率半径より小さいと均一な研磨を実施でき、良好な研磨面を有するガラス板が得られる。

ブラシ毛２２の平均直径は、例えば３００μｍ以下である。ブラシ毛２２の平均直径が３００μｍ以下であると、研磨後の曲面１１のうねりが低減できる。また、ブラシ毛２２が撓み易くなるため異物を噛み込んだ時に傷が入りにくい。ブラシ毛２２の平均直径は、好ましくは２００μｍ以下であり、より好ましくは１００μｍ以上である。
ブラシ毛２２の長さは２ｍｍ以上であることが好ましく、５ｍｍ以上であることが好ましい。ブラシ毛２２の長さが２ｍｍ以上であれば、研磨面にブラシ毛２２を押し当てた際にブラシ毛２２の反発力による接触圧が強くなりすぎず、傷の少ない研磨面が得られる。またブラシ毛２２の長さは１００ｍｍ以下が好ましく、５０ｍｍ以下がより好ましい。ブラシ毛２２の長さが１００ｍｍ以下であれば、研磨面にブラシ毛２２を押し当てた際にブラシ毛２２の反発力による接触圧が適度に得られ高い研磨速度が得られる。

研磨工程では、回転ブラシ２０の中心線を中心に回転ブラシ２０を回転させながら、ガラス板１０の曲面１１を回転ブラシ２０により研磨する。このとき、回転ブラシ２０には、研磨砥粒を含むスラリーが供給される。研磨砥粒としては、例えば酸化セリウム粒子などが用いられる。酸化セリウム粒子の他に、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化ケイ素なども使用可能である。回転ブラシ２０による研磨は、ラバースリーブ、回転ドラム、研磨パッドなどによる研磨に比べ、研磨速度が速く、大きな欠点の除去にかかる時間が短い。

研磨工程では、図１に示すようにＸ方向に垂直な断面視で、ガラス板１０に対する回転ブラシ２０の相対位置を、曲面１１に沿って移動させる。回転ブラシ２０が曲面１１の全体を研磨できる。

この相対移動は、回転ブラシ２０の移動、ガラス板１０の移動、両方の移動のいずれによって行われてもよいが、図１では回転ブラシ２０の移動によって行われる。回転ブラシ２０の移動軌跡は、曲線状とされる。

この相対移動は、図１では回転ブラシ２０の中心線とガラス板１０の曲面１１との距離が一定となるように行われるが、回転ブラシ２０とガラス板１０の曲面１１との接触圧が一定になるように行われてもよい。

この相対移動による筋状の研磨跡の発生を抑制するため、研磨工程では、ガラス板１０に対する回転ブラシ２０の相対位置をＸ方向に揺動させる。この揺動は、回転ブラシ２０の揺動、ガラス板１０の揺動、両方の揺動のいずれによって行われてもよいが、図１ではガラス板１０の揺動によって行われる。

揺動速度の大きさは、例えば１ｍｍ／ｓｅｃ以上、好ましくは２ｍｍ／ｓｅｃ以上である。また、揺動速度の大きさは、好ましくは５０ｍｍ／ｓｅｃ以下である。揺動速度の大きさは、揺動中心通過時の揺動速度の大きさで代表する。一方、揺動振幅は、例えば０．５ｍｍ以上、好ましくは３ｍｍ以上、より好ましくは５ｍｍ以上である。また、揺動振幅は、好ましくは２００ｍｍ以下である。揺動振幅とは、揺動中心からの最大変位量を意味する。

１ｍｍ／ｓｅｃ以上の大きさの揺動速度、０．５ｍｍ以上の揺動振幅で、ガラス板１０に対する回転ブラシ２０の相対位置をＸ方向に揺動させることで、ガラス板１０の曲面１１における筋状の研磨跡の発生を抑制できる。

回転ブラシ２０による研磨は、研磨後のガラス板１０に防眩（Anti-Glare）コートが施される場合に特に好適である。防眩コートは、筋状の研磨跡を外部から視認不能にする効果がある。防眩コートは、例えば車載用のガラス板１０に施される。

研磨工程では、ガラス板１０の曲面１１の反対面１２を台座３０の曲面３１で真空吸着させてよい。研磨中にガラス板１０の曲面１１の形状が安定化する。また、研磨後に台座３０からのガラス板１０の取り外しが容易である。

台座３０は、例えばカーボンや金属でもよいが、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリアセタール、アクリル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレンからなる群より選ばれる少なくとも１つの樹脂材料からなることが好ましい。これらの樹脂材料は柔らかく、ガラス板１０における台座３０との接触傷の発生が制限できる。また台座３０全体を前記材料で作製する必要はなく、ガラス板１０と接触する部位、すなわち台座３０表面のみを前記材料としてもよく、ゴム等の弾性体としてもよい。

台座３０の曲面３１は、ガラス板１０の曲面１１と略同一形状である。例えば、台座３０の曲面３１は、図１に示すようにＸ方向に垂直な断面視で湾曲しており、図２に示すようにＹ方向に垂直な断面視で平らであってよい。なお、台座３０の曲面３１は、ガラス板１０の曲面１１と略同一形状である必要はなく、反対面１２に対応する形状でもよい。

台座３０の曲面３１は、図１に示すようにＸ方向に垂直な断面視で上に凹の曲面である。尚、台座３０の曲面３１は、ガラス板１０の曲面１１と略同一形状であればよく、上に凸の曲面でもよい。
また、ガラス板１０を台座３０に載置させる場合、載置面にガラス板１０を嵌め込む凹部を設けてもよい。ガラス板１０が回転ブラシ２０に引きずられて台座３０に対しずれることを抑制でき、ガラス板１０の擦り傷を低減できる。さらにガラス板１０の面取り部に圧力が集中して図６に示すように面取り部が丸まってしまうことを抑制できる。
さらに凹部の側壁面に窪みを設けてもよい。窪みにへらなどを差し込むことで研磨後のガラス板１０を凹部から取り除きやすく、ガラス板１０の交換の効率が良い。

研磨工程では、Ｘ方向に、台座３０を揺動させることで、ガラス板１０を揺動させてよい。上述の如く、ガラス板１０の曲面１１における筋状の研磨跡の発生が抑制できる。

研磨工程では、台座３０を旋回させることで、ガラス板１０を旋回させてもよい。これにより、ガラス板１０の曲面１１における筋状の研磨跡の発生がさらに抑制できる。

ガラス板１０の旋回方向は、一方向に維持されてもよいし、繰り返し反転されてもよい。後者の場合、３６０°未満の所定の角度範囲内で、ガラス板１０が旋回されてよい。

台座３０は、旋回テーブル４０に取付けられ、旋回テーブル４０と共に旋回される。旋回テーブル４０は、その旋回軸４１を中心に旋回自在とされる。

尚、本実施形態では、ガラス板１０の片面のみ研磨するが、反対面も研磨してもよく、ガラス板１０の両面を研磨してもよい。

図３は、一実施形態による研磨後のガラス板を示す図である。図３に示す研磨後のガラス板１０Ａは、図１および図２に示すガラス板１０を回転ブラシ２０で研磨して得られる。ガラス板１０Ａの板厚は、例えば０．５〜５．０ｍｍであり、好ましくは０．５〜３．０ｍｍ、より好ましくは０．７〜２．５ｍｍである。

ガラス板１０Ａは、研磨済みの曲面１１Ａを有する。ガラス板１０Ａは、全体的に湾曲してよい。尚、ガラス板１０Ａは、部分的に湾曲してもよい。つまり、ガラス板１０Ａの一部のみが湾曲し、ガラス板１０Ａの残部が平らでもよい。

ガラス板１０Ａの曲面１１Ａの少なくとも一部において、波長２５〜５００μｍの周波数成分の算術平均高さ（Ｓａ）が０．５〜５０ｎｍである。この場合、周波数成分の抽出にはガウシアンフィルターを用いる。算術平均高さ（Ｓａ）が０．５〜５０ｎｍの曲面１１Ａは、回転ブラシ２０による研磨で形成できる。

算術平均高さ（Ｓａ）は、国際規格（ＩＳＯ２５１７８）に準拠して測定する。ハイパスフィルターのカットオフ値は２５μｍ、ローパスフィルターのカットオフ値は５００μｍとする。ローパスフィルターのカットオフ値は、ガラス板１０Ａの曲面１１Ａの最小曲率半径よりも十分に小さい。

ガラス板１０Ａの曲面１１Ａの少なくとも一部において、波長２５〜５００μｍの周波数成分の算術平均うねり（Ｗａ）の最大値（Ｗａ_ｍａｘ）と最小値（Ｗａ_ｍｉｎ）との比（Ｗａ_ｍａｘ／Ｗａ_ｍｉｎ）が１．５以上である。比（Ｗａ_ｍａｘ／Ｗａ_ｍｉｎ）は、好ましくは１．６以上である。また、比（Ｗａ_ｍａｘ／Ｗａ_ｍｉｎ）は、好ましくは１０以下である。

算術平均うねり（Ｗａ）は、日本工業規格（ＪＩＳＢ０６０１：２０１３）に準拠して測定する。ハイパスフィルターのカットオフ値は２５μｍ、ローパスフィルターのカットオフ値は５００μｍとする。ローパスフィルターのカットオフ値は、ガラス板１０Ａの曲面１１Ａの最小曲率半径よりも十分に小さい。そのため、算術平均うねり（Ｗａ）の基準面は、ＸＹ平面に対し略平行な平面であってよい。

算術平均うねり（Ｗａ）は、基準面における直線状の測定経路に沿って測定される。測定経路をＺ軸の周りに回転させると、算術平均うねり（Ｗａ）が最小値（Ｗａ_ｍｉｎ）と最大値（Ｗａ_ｍａｘ）との間で変化する。

比（Ｗａ_ｍａｘ／Ｗａ_ｍｉｎ）が１．５以上であることは、曲面１１Ａが回転ブラシ２０による研磨で形成されたことを表している。Ｘ方向に対し垂直な測定経路において算術平均うねり（Ｗａ）が最小値（Ｗａ_ｍｉｎ）となる傾向にある。

ガラス板１０Ａの曲面１１Ａの少なくとも一部において、最大径が７μｍ以上であり、且つ深さまたは高さが１μｍ以上である欠点が、１００００ｍｍ^２あたり３個以下である。回転ブラシ２０による研磨は、ラバースリーブ、回転ドラム、研磨パッドなどによる研磨に比べ、研磨速度が速く、大きな欠点の除去にかかる時間が短い。よって、大きな欠点の数が少ない。

[実施例１]
ガラス板としては、最小曲率半径１５００ｍｍ、縦１５０ｍｍ、横１５０ｍｍ、厚さ１ｍｍのソーダライムガラスを用意した。このガラス板は、円筒体の一部で構成され、Ｘ方向に垂直な断面視で湾曲しており、Ｙ方向に垂直な断面視で平らであった。このガラス板は、上面と端面の境界および下面と端面の境界のそれぞれに、面取り角度が４５°、面取り幅が０．１ｍｍの平面形状の面取り部を有するものであった。ここで、面取り角度とは、上面または下面の延長面と面取り部とのなす角度を意味する。また、面取り幅とは、上面または下面の外縁から、上面または下面の延長面と端面の延長面との交点までの距離とし、面取り部の寸法を意味する。

回転ブラシとしては、円柱状の回転芯と、回転芯の外周部に設けられるブラシ毛とで構成されるものを用意した。ブラシ毛は、材料がナイロン６６、平均直径が２００μｍ、平均長さが２０ｍｍであった。回転ブラシの直径は１５０ｍｍであった。

研磨工程では、回転ブラシの中心線を中心に回転ブラシを９００ｒｐｍの回転数で回転させながら、ガラス板の上面を回転ブラシにより５μｍ研磨した。研磨中、ガラス板は、台座に真空吸着させることで、その上面を上に凹の曲面に維持した。研磨中、回転ブラシには、酸化セリウム粒子を含むスラリーを供給した。

研磨工程では、Ｘ方向に垂直な断面視で、回転ブラシの中心線をガラス板の上面に沿って１ｍｍ／ｓｅｃの移動速度で移動させた。移動の間、回転ブラシの中心線とガラス板の上面との距離は、一定の値（回転ブラシの半径よりも６ｍｍ短い値）に設定した。

研磨工程では、Ｘ方向に、台座を揺動させることで、ガラス板を揺動させた。揺動速度の大きさは１５ｍｍ／ｓｅｃ、揺動振幅は１３ｍｍとした。尚、台座の旋回は、行わなかった。以上によりガラス板Ａを得た。

研磨の後、洗浄や乾燥などを行い、ガラス板の研磨面の算術平均高さ（Ｓａ）および算術平均うねり（Ｗａ）を白色干渉式平坦度計により測定した。測定範囲は、ガラス板の中央部における３．６ｍｍ角の範囲とした。

ガラス板の算術平均高さ（Ｓａ）は、７ｎｍであった。また、ガラス板の算術平均うねり（Ｗａ）は、最小値（Ｗａ_ｍｉｎ）が２．８ｎｍ、最大値（Ｗａ_ｍａｘ）が５．１ｎｍ、その比（Ｗａ_ｍａｘ／Ｗａ_ｍｉｎ）が１．８であった。

５μｍ研磨するために要した時間は２５分であった。最大径が７μｍ以上であり、且つ深さまたは高さが１μｍ以上である欠点は、ガラス板の研磨面に全く認められなかった。

図４は、実施例１により得られる研磨後のガラス板の端部を示す図である。図４に示す研磨後のガラス板１０Ｂでは、面取り部の形状が平面形状を保っていた。平均直径が２００ｍｍのブラシ毛がガラス板の面取り部に加える応力が小さいためと推定される。

[比較例１]
比較例１では、ブラシ毛の平均直径を４００μｍとし、且つ、台座の揺動を行わない以外、実施例１と同様にガラス板の研磨を行い、ガラス板Ｂを得た。

実験の結果、ガラス板の算術平均高さ（Ｓａ）は、７０ｎｍであった。また、ガラス板の算術平均うねり（Ｗａ）は、最小値（Ｗａ_ｍｉｎ）が４ｎｍ、最大値（Ｗａ_ｍａｘ）が１００ｎｍ、その比（Ｗａ_ｍａｘ／Ｗａ_ｍｉｎ）が２５であった。

５μｍ研磨するために要した時間は２５分であった。最大径が７μｍ以上であり、且つ深さまたは高さが１μｍ以上である欠点は、１００００ｍｍ^２当たり１０個、ガラス板の研磨面に認められた。

[比較例２]
比較例２では実施例１と同じガラスを用意し、図５のように研磨パッド１２０でガラス板１１０の曲面１１１を研磨した。研磨ヘッド１２１は径がφ６０ｍｍの円形のＳＵＳ３０４製の台金を用意し、研磨ヘッド１２１の先端にポリウレタン製の研磨パッド１２０を取り付けた。研磨パッド１２０はガラス板１１０と接する面に１０ｍｍピッチで格子状に溝を切ってあるものを使用した。

研磨工程では研磨パッド１２０を１５０ｒｐｍで回転させながら１５０ｇ／ｃｍ^２の圧力でガラス板１１０に押しつけた。研磨中、ガラス板１１０は台座１３０に真空吸着させることで、その上面を上に凹の曲面１１１に維持した。研磨パッド１２０には酸化セリウム粒子を含むスラリーを供給した。研磨パッド１２０はガラス板１１０の上を６０ｍｍ／分の速度でＸ方向及びＹ方向に動かし、曲面１１１の全面を５μｍ研磨した。研磨に要した時間は３００分であった。以上よりガラス板Ｃを得た。

実験の結果、ガラス板１１０の研磨面の算術平均高さ（Ｓａ）は、１．６ｎｍであった。また、ガラス板１１０の研磨面の算術平均うねり（Ｗａ）は、最小値（Ｗａ_ｍｉｎ）が１．５ｎｍ、最大値（Ｗａ_ｍａｘ）が２ｎｍ、その比（Ｗａ_ｍａｘ／Ｗａ_ｍｉｎ）が１．３であった。最大径が７μｍ以上であり、且つ深さまたは高さが１μｍ以上である欠点は、ガラス板１１０の研磨面に認められなかった。

図６は、比較例２により得られる研磨後のガラス板の端部を示す図である。図６に示す研磨後のガラス板１１０Ａでは、面取り部の形状が平面形状を保っておらず、曲面形状になっていた。研磨パッドがガラス板１１０Ａの面取り部に当接する際の応力が大きいためと推定される。

以上より得られたガラス板Ａ〜Ｃを表示装置のカバーガラスとして用いたときの、画像視認性を確認した。ガラス板Ａ〜Ｃの研磨面の反対面に、ＯＣＡテープ（日栄化工社製「ＭＨＭ−ＦＷＤ」）を積層し、これらそれぞれのガラス板と表示パネルとしての液晶パネルとを貼合し、バックライト等とも組合せ、表示装置を作製した。ガラス板Ａを用いた表示装置では、ガラス板Ａを通して液晶パネル上の画像を視認すると、画像に歪み、うねり、ちらつきなど認められなかった。これは算術平均うねりの比Ｗａ_ｍａｘ／Ｗａ_ｍｉｎが１．８と小さいため画像の歪み、うねりが低減されたと考えられる。また算術平均高さＳａが７ｎｍと小さいため画像のちらつきが抑制されたと考えられる。ガラス板Ｂを用いた表示装置では、部分的に画像がうねり、ちらつきによる画像のボケが認められた。これはＷａ_ｍａｘ／Ｗａ_ｍｉｎが２５と大きく画像が歪み、Ｓａが７０ｎｍと大きいため画像のちらつきがみられたと考えられる。ガラス板Ｃを用いた表示装置では、ガラス板Ｃの中央部ではガラス板Ａと同等の視認性であったが、面取り部も研磨されたため、ガラス板Ｃの周縁部も画像が視認できるが、その画像が歪んで見えた。これはＷａ_ｍａｘ／Ｗａ_ｍｉｎやＳａが小さくなった一方で、周縁部が図６のように面取り部が曲面形状となり、ガラス板Ｃの中央部と周縁部とで視認性が異なり、周縁部において画像が歪んで見えるためである。よって、ガラス板Ａは表示装置に使用するカバーガラスとして適していることが分かった。

以上から本実施形態の研磨方法により、短時間で欠点が少ないガラス板が得られた。

＜変形例＞
以上、ガラス板の製造方法の実施形態などを説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。

ガラス板は、研磨前に、面取り部を外周端部に有していなくてもよいが、面取り部を外周端部に有していることが好ましい。研磨時に、外周端部の欠けを抑制できる。面取り部の形状は、研磨前に、曲面形状であってもよいが、平面形状であることが好ましい。研磨の前後で面取り部の寸法変動が小さい。平面形状の面取り部の面取り角度は、例えば４０〜５０°である。
また、ガラス板を台座に吸着させる等で外力をかけ、小さな曲率半径のガラス板の曲率半径を大きくさせ、研磨を実施してもよい。

また、本実施形態の回転ブラシは、曲率半径が１００００ｍｍ超である平面をも研磨できる。このため、研磨面に曲面と平面の両者を有するガラス板について、回転ブラシを研磨面に対する相対位置を変化させ同時に研磨できる。また、研磨面に凹面と凸面の両者を有するガラス板についても同様に同時に研磨できる。この際、回転芯の最小半径を研磨面の凹面における最小曲率半径以下とすることが好ましい。また図１におけるＹ軸方向だけでなく、Ｘ軸方向も曲面となる複曲面についても研磨できる。
本実施形態によれば大型の曲面形状を有するガラス板を研磨できる点で優れている。従来の研磨法によれば、部分ごとに研磨する必要があるため均一性にバラつきがでる。本実施形態によれば回転ブラシなどのサイズを調整するだけで様々なサイズの曲面形状を有するガラス板を均一に研磨できる。

本実施形態で得られたガラス板の表面は平滑であることが好ましい。例えば、算術平均粗さＲａが視認性・触感等の観点から０．２ｎｍ〜５０ｎｍであることが好ましい。二乗平均平方根粗さＲｑがざらつきと指すべり性の観点から０．３〜１００ｎｍであることが好ましい。最大高さ粗さＲｚがざらつきと指すべり性の観点から０．５〜１００ｎｍであることが好ましい。最大断面高さ粗さＲｔがざらつきと指すべり性の観点から１〜５００ｎｍであることが好ましい。最大山高さ粗さＲｐがざらつきと指すべり性の観点から０．３〜５００ｎｍであることが好ましい。最大谷深さ粗さＲｖがざらつきと指すべり性の観点から０．３〜５００ｎｍであることが好ましい。平均長さ粗さＲｓｍがざらつきと指すべり性の観点から０．３〜１００ｎｍであることが好ましい。クルトシス粗さＲｋｕが触感の観点で１以上３以下が好ましい。スキューネス粗さＲｓｋが視認性、触感などの均一性の観点から−１以上１以下が好ましい。

本実施形態で得られたガラス板については、研磨前後に様々な処理を実施してもよい。前記の通り、研削砥石や酸を使用した面取り処理は研磨処理前に実施してもよく、研磨後に実施してもよく、前後両方で実施してもよい。また、研磨前後に表面処理を実施し、表面処理層を形成してもよく、具体的には、エッチングや成膜による防眩処理層、反射防止処理層、耐指紋剤などによる防汚処理層、防曇処理層などが挙げられる。表面処理後に研磨処理を実施する場合には、未処理面のみを研磨する。研磨処理後に表面処理を行う場合には、少なくとも一歩の面のみ研磨すればよいが、両面研磨することが好ましい。これにより表面状態が均一となったガラス板が得られ、所望の特性を有する表面処理を実施しやすい。研磨処理前後にガラス板の強化処理を実施してよく、化学強化処理が好ましい。研磨処理後に化学強化を行うことでガラス板面内に均一な強化を入れられる。研磨処理前に化学強化を行うことでガラス板表面にできた強化の傷を除去できる。よって、状況により化学強化処理前後両方で研磨処理を実施してもよい。さらに研磨処理前後に加飾印刷などの印刷処理を実施してよい。これらに限らず、様々な処理を実施でき、処理の順序は適宜決めればよい。

ガラス板の組成は、化学強化処理を実施しない場合には例えば、無アルカリガラス、ソーダライムガラスが、化学強化処理を行う場合には、例えば、ソーダライムガラス、ソーダライムシリケートガラス、アルミノシリケートガラス、ボレートガラス、リチウムアルミノシリケートガラス、ホウ珪酸ガラスが挙げられる。厚みが薄くても強化処理によって大きな応力が入りやすく薄くても高強度なガラスが得られ、画像表示装置のカバーガラスとして好適である点から、アルミノシリケートガラスが好ましい。

ガラス組成の具体例としては、モル％で表示した組成で、ＳｉＯ₂を５０〜８０％、Ａｌ₂Ｏ₃を０．１〜２５％、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏを３〜３０％、ＭｇＯを０〜２５％、ＣａＯを０〜２５％およびＺｒＯ₂を０〜５％含むガラスが挙げられるが、特に限定されない。より具体的には、以下のガラスの組成が挙げられる。なお、例えば、「ＭｇＯを０〜２５％含む」とは、ＭｇＯは必須ではないが２５％まで含んでもよい、の意である。（ｉ）のガラスはソーダライムシリケートガラスに含まれ、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）のガラスはアルミノシリケートガラスに含まれる。
（ｉ）モル％で表示した組成で、ＳｉＯ₂を６３〜７３％、Ａｌ₂Ｏ₃を０．１〜５．２％、Ｎａ₂Ｏを１０〜１６％、Ｋ₂Ｏを０〜１．５％、Ｌｉ₂Ｏを０〜５．０％、ＭｇＯを５〜１３％及びＣａＯを４〜１０％を含むガラス。
（ｉｉ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ₂を５０〜７４％、Ａｌ₂Ｏ₃を１〜１０％、Ｎａ₂Ｏを６〜１４％、Ｋ₂Ｏを３〜１１％、Ｌｉ₂Ｏを０〜５．０％、ＭｇＯを２〜１５％、ＣａＯを０〜６％およびＺｒＯ₂を０〜５％含有し、ＳｉＯ₂およびＡｌ₂Ｏ₃の含有量の合計が７５％以下、Ｎａ₂ＯおよびＫ₂Ｏの含有量の合計が１２〜２５％、ＭｇＯおよびＣａＯの含有量の合計が７〜１５％であるガラス。
（ｉｉｉ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ₂を６８〜８０％、Ａｌ₂Ｏ₃を４〜１０％、Ｎａ₂Ｏを５〜１５％、Ｋ₂Ｏを０〜１％、Ｌｉ₂Ｏを０〜５．０％、ＭｇＯを４〜１５％およびＺｒＯ₂を０〜１％含有するガラス。
（ｉｖ）モル％で表示した組成が、ＳｉＯ₂を６７〜７５％、Ａｌ₂Ｏ₃を０〜４％、Ｎａ₂Ｏを７〜１５％、Ｋ₂Ｏを１〜９％、Ｌｉ₂Ｏを０〜５．０％、ＭｇＯを６〜１４％およびＺｒＯ₂を０〜１．５％含有し、ＳｉＯ₂およびＡｌ₂Ｏ₃の含有量の合計が７１〜７５％、Ｎａ₂ＯおよびＫ₂Ｏの含有量の合計が１２〜２０％であり、ＣａＯを含有する場合その含有量が１％未満であるガラス。

ガラスは、化学強化処理を適切に行うため、そのガラス組成におけるＬｉ₂ＯとＮａ₂Ｏの含有量の合計が１２モル％以上であることが好ましい。さらに、ガラス組成におけるＬｉ₂Ｏの含有率が増加するにしたがって、ガラス転移点が下がり、成形が容易となるため、Ｌｉ₂Ｏの含有率を０．５モル％以上とすることが好ましく、１．０モル％以上とすることがより好ましく、２．０モル％以上とすることがさらに好ましい。さらに、表面圧縮応力（ＣｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅＳｔｒｅｓｓ：ＣＳ）および圧縮応力層深さ（ＤｅｐｔｈｏｆＬａｙｅｒ：ＤＯＬ）を大きくするため、ガラス組成がＳｉＯ₂を６０モル％以上、Ａｌ₂Ｏ₃を８モル％以上含有することが好ましい。
化学強化処理したガラスは、ＣＳの最大値が４００ＭＰａ以上であり、５００ＭＰａ以上が好ましく、６００ＭＰａ以上がより好ましい。ＤＯＬは１０μｍ以上である。これによりＣＳおよびＤＯＬを当該範囲とすることにより、ガラス主面に優れた強度と耐擦傷性を付与できる。

化学強化処理は、ガラス転移点以下の温度でイオン交換によりガラス表面のイオン半径が小さなアルカリ金属イオン（典型的には、Ｎａイオン）を、イオン半径のより大きなアルカリ金属イオン（典型的には、Ｋイオン）に交換することで、ガラス表面に圧縮応力層を形成する処理である。化学強化処理は従来公知の方法によって実施でき、一般的には硝酸カリウム溶融塩にガラスを浸漬する。また溶融塩として硝酸カリウムと炭酸カリウムの混合塩を使用でき、混合塩１００質量部に対し炭酸カリウムを５〜１０質量部含まれていることが好ましい。これによりガラスの表層のクラックなどを除去でき高強度のガラスが得られる。化学強化時に硝酸カリウムに硝酸銀などの銀成分を混合することで、ガラスがイオン交換され銀イオンを表面に有し抗菌性を付与できる。

曲面形状を有するガラス板は、平板状のガラス板から所定の形状に成形することが好ましい。例えば平板状のガラス板として板ガラスを選択した場合、使用する成形法としては、自重成形法、真空成形法、プレス成形法から、成形後のガラスによる所望の曲面形状に応じて所望の成形法を選択すればよい。
自重成形法は、成形後の曲面形状に応じた所定の金型上に板ガラスを設置した後、板ガラスを軟化させて、重力により板ガラスを曲げて金型になじませて、所定の形状に成形する方法である。

真空成形法は、板ガラスを軟化させた状態で板ガラスの表裏面に差圧を与えて、板ガラスを曲げて金型になじませて、所定の形状に成形する方法である。真空成形法では、成形後の曲面形状に応じた所定の金型上に板ガラスを設置し、板ガラス上にクランプ金型を設置し、板ガラスの周辺をシールした後、金型と板ガラスとの空間をポンプで減圧することにより、板ガラスの表裏面に差圧を与える。この際に、補助的に、板ガラスの上面側を加圧してもよい。

プレス成形は、成形後の曲面形状に応じた所定の金型（下型、上型）間に板ガラスを設置し、板ガラスを軟化させた状態で、上下の金型間にプレス荷重を加えて、板ガラスを曲げて金型になじませて、所定の形状に成形する方法である。
これらのうち真空成形法は、曲面形状に成形する方法として優れており、ガラス板の二つの主面のうち、一方の主面は成形型と接触せずに成形できるため、傷、へこみなどの凹凸状欠点を減らせる。
なお、他に、局所加熱成形法、真空成形法と異なる差圧成形法なども使用でき、成形後の曲面形状を有するガラス板に応じて、適切な成形法を選択すればよく、２種以上の成形法を併用してもよい。
成形後のガラス板について再加熱（アニール処理）して残留応力を緩和させる処理を実施してもよい。
また、使用する平板状のガラス板には、エッチング処理層やウェットコートやドライコートによるコーティング層などを有する基材を用いてもよい。

本実施形態のガラス板の用途としては、特に限定されない。具体例としては、車両用透明部品（ヘッドライトカバー、サイドミラー、フロント透明基板、サイド透明基板、リア透明基板、インスツルメントパネル表面等。）、メータ、建築窓、ショーウインドウ、建築用内装部材、建築用外装部材、ディスプレイ（ノート型パソコン、モニタ、ＬＣＤ、ＰＤＰ、ＥＬＤ、ＣＲＴ、ＰＤＡ等）、ＬＣＤカラーフィルタ、タッチパネル用基板、ピックアップレンズ、光学レンズ、眼鏡レンズ、カメラ部品、ビデオ部品、ＣＣＤ用カバー基板、光ファイバ端面、プロジェクタ部品、複写機部品、太陽電池用透明基板（カバーガラス等。）、携帯電話窓、バックライトユニット部品（導光板、冷陰極管等。）、バックライトユニット部品液晶輝度向上フィルム（プリズム、半透過フィルム等。）、液晶輝度向上フィルム、有機ＥＬ発光素子部品、無機ＥＬ発光素子部品、蛍光体発光素子部品、光学フィルタ、光学部品の端面、照明ランプ、照明器具のカバー、増幅レーザ光源、反射防止フィルム、偏光フィルム、農業用フィルム等が挙げられる。

本発明の物品は、本実施形態のガラス板を備える。
本発明の物品は、本実施形態のガラス板からなるものでもよく、本実施形態のガラス板以外の他の部材をさらに備えるものでもよい。
本発明の物品の例としては、前記でガラス板の用途として挙げたもの、それらのいずれか１種以上を備える装置、等が挙げられる。
装置としては、例えば画像表示装置、照明装置、太陽電池モジュール等が挙げられる。
本発明の物品は、均一な視認性等の光学特性の点で、画像表示装置であることが好ましい。特に、大型の曲面形状を有するガラス板が求められる、液晶パネルや有機ＥＬパネルなどの表示パネルが貼合された表示装置に適しており、さらに複雑な曲面形状を備える車載用表示装置に適している。これにより複雑な曲面形状を備えているガラス板であっても均一に研磨でき、均一な視認性が確保できる。

本出願は、２０１５年６月１２日に日本国特許庁に出願された特願２０１５−１１８８６３号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０１５−１１８８６３号の全内容を本出願に援用する。

１０ガラス板
１１曲面
１２反対面
２０回転ブラシ
２１回転芯
２２ブラシ毛
３０台座
３１曲面
４０旋回テーブル
４１旋回軸

Claims

ガラス板の主面のうちの曲面を研磨具により研磨する研磨工程を有する、ガラス板の製造方法であって、
前記研磨具は、回転ブラシであって、回転芯と前記回転芯の外周部に設けられるブラシ毛とを有し、
前記ブラシ毛の平均直径が３００μｍ以下であり、
前記研磨工程では、前記ガラス板に対する前記回転ブラシの相対位置を前記回転ブラシの軸方向に揺動させ、
揺動速度の大きさが１ｍｍ／ｓｅｃ以上、揺動振幅が０．５ｍｍ以上であり、画像表示装置のカバーガラスとして用いられるガラス板の製造方法。
前記揺動振幅が３ｍｍ以上である、請求項１に記載のガラス板の製造方法。
前記ガラス板の前記曲面はパッド研磨しない、請求項１または２に記載のガラス板の製造方法。
前記ガラス板は研磨前に平面形状の面取り部を有し、前記面取り部が研磨後に平面形状を保つように、前記曲面が前記回転ブラシにより研磨される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガラス板の製造方法。
前記研磨工程では、前記ガラス板の前記曲面の反対面を台座の曲面で真空吸着させる、請求項１〜４のいずれか一項に記載のガラス板の製造方法。
前記研磨工程では、前記ガラス板を真空吸着する台座を旋回させる、請求項１〜５のいずれか一項に記載のガラス板の製造方法。
前記台座の前記ガラス板と接触する部位が、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリアセタール、アクリル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリプロピレンからなる群より選ばれる少なくとも１つの樹脂材料からなる、請求項５または６に記載のガラス板の製造方法。