JP2001009689A - ガラスシートの縁部を仕上げる方法 - Google Patents
ガラスシートの縁部を仕上げる方法Info
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Abstract
縁部に沿った小片、浅割れ、及び内層面破砕を抑制す
る。 【解決手段】 ガラスシート10を希望の寸法に分割
し、その後にガラスシート10の縁部12,14を該ガ
ラスシート10の主要面16にほぼ平行な固定式回転中
の研削砥石20A,20Bおよび研磨砥石30A,30
Bに接触させ且つ移動させることにより、最初に研削砥
石20A,20Bを使用して縁部12,14を研削し、
それに続いて研磨砥石30A,30Bを使用して前記研
削ずみ縁部12,14に丸みをつけて仕上げる。
Description
にフラットパネルディスプレイ用のガラスシートの縁部
を仕上げるための方法および装置に関する。
造プロセスには標準型製造装置で処理できる特定サイズ
のガラス基板が必要である。サイジング法は一般に、ガ
ラスシートに機械的に切れ目を入れ、その後でこのガラ
スシートを前記切れ目に沿って曲げて割るため、ダイヤ
モンドやカーバイドの切れ目入れホイールをガラス表面
上で引きずり、それによって分割エッジを形成するよう
になった機械式の切れ目入れ分割プロセスを使用してい
る。このような機械式の切れ目入れ分割方法は通常、切
れ目入れホイールの切削線から発達した約100ないし
150マイクロメートルの深さの横割れを生ずる。これ
らの横割れはガラスシートの強度を低下させるので、ガ
ラスシートの尖った縁部を研削して除かれている。ガラ
スシートの尖った縁部は、外周に丸みの付けられた溝を
備え、この溝にダイヤモンド粒子を埋め込んだ金属研削
砥石により摩滅される。ガラスシートを丸みの付けられ
た溝の方に向け、ガラスシートを丸みの付けられた溝に
接触させ、ダイヤモンド砥石を毎分高速回転させること
により、半径は実際にガラスシートの縁部にこすりつけ
られる。しかしながら、このよな研削方法はガラス縁部
を約100ないし200マイクロメートル以上除去する
ことになる。したがって、ダイヤモンド砥石の研削工程
が後続している機械式の切れ目入れ作業は莫大な量の破
片と粒子を発生する。
は、繰り返し洗浄しても引き続き問題となっている。例
えば、ある場合には出荷以前にガラスシートの縁部から
出る粒子の数は出荷後に得られる粒子の数より実際に少
なかった。この理由は、ガラスシートの研削作業により
研削面の縁部に沿って小片と浅割れと内層面破砕とを生
じ、これらのすべてが粒子の貯蔵所となるためである。
その後、これらの粒子は遅れて分解破砕し、汚染と引っ
掻き傷を発生し、時々は後処理における破砕源となる。
したがって、このような研削面は温度や湿度のような環
境要因により粒子を発射することを意味する「活性」で
ある。本発明はこれらの研削作業により発生する「横方
向割れ」と「微小浅割れ」を減少させ、一層「不活性」
な縁部を有するガラスシートを形成する方法に関する。
れ目入れ方法により発生する横方向の割れを大幅に減少
することができる。以前はこのようなレーザ式切れ目入
れ技法はあまりにも遅く且つ製品製造の仕上げラインに
適しないと考えられていた。しかしながら、最近の進歩
によりこのような方法を製造ガラスの仕上げ用途に使用
できるようになった。レーザ式切れ目入れ技法は代表的
にガラスの縁部に発生する機械的浅割れで開始する。次
に進路の決まった出力ビームを有するレーザが浅割れの
上でガラス表面上の通路に沿って通過されてガラス表面
に膨張を発生させ、続いて冷却剤で冷やしてガラス表面
を張力状態にし、かくしてレーザの移動通路上でガラス
を横切って割れを熱的に伝搬させる。このような熱処理
は局部的な表面現象である。レーザの背後に向けられた
冷却剤は制御された***を発生する。ガラスの中の応力
の平衡により割れの深さが完全に貫通するのを抑制し、
かくして横方向の割れの存在しない「切れ目状」の連続
したクラックが作られる。このようなレーザ式切れ目入
れ技法は、例えば米国特許第5、622、540号およ
び米国特許第5、776、220号に記載されている。
形成された非斜角の縁部は、レーザ式切れ目入れ作業中
に作られた鋭い縁部のために斜角縁部のような永続性が
ない。故に、鋭い縁部は前述したようにさらに研削され
るかまたは研磨されねばならない。代わりの方法では、
レーザ式切れ目入れ技法により形成された扁平な鋭い縁
部を平滑にするため、例えばポリマーのような軟らかい
材料で作られた研磨砥石で縁部を研削してきた。しかし
ながら、この研磨法はしばしば、「エッジロール」とし
て業界で公知の現象すなわち扁平面を有する縁部を仕上
げる作業中に該扁平面がまくり上がって重複半径すなわ
ち複合半径を作る現象を起こす。
小片、浅割れ、及び内層面破砕を抑制するためのガラス
シートの縁部の仕上げ法を開発することが望ましい。ま
た、除去するガラスの量を少量にすることができ且つ縁
部の品質を維持することができる方法を提供することが
望ましい。更に、ガラスの強度と縁部の品質特性を減退
させずに縁部の仕上げ速度を増大させる方法を開発する
ことが望ましい。また、重複した半径を持たない縁部を
作る方法を提供することが望ましい。
各縁部の全幅の縮小を35マイクロメートル以下にしな
がら該縁部の上と下を面取りして面取り面を形成し、該
面取り面のそれぞれとそれに近接する前記ガラスシート
の主要面との間の角度を40度未満、なるべくは凡そ3
0度になるようにする面取り工程を含むガラスシートの
縁部を仕上げる方法に関する。更に、この方法は前記各
面取り面と前記ガラスシートの元の縁部との交差により
形成される各縁部に丸みを付ける工程を含む。このよう
な一つの実施の形態は、ガラスシートの縁部を少なくと
も1個のV形溝を持った研削面を有する少なくとも1個
の回転中の研削砥石と、扁平な研磨面を有する1個の研
磨砥石との上に移動させる工程を含み、前記研削面と前
記研磨面は研削砥石および研磨砥石のそれぞれが前記ガ
ラスシートの主要面に平行となるように方向づけられて
いる。好適な実施の形態において、研削砥石の研削面の
V形溝にダイヤモンド粒子が埋め込まれ、一方研磨砥石
の研磨面は凹状の面取り部が形成されないほど十分に軟
らかい。また、一つの好適な実施の形態において、各研
削砥石は各研磨砥石の表面速度より速い表面速度を有す
る。
にフラットパネルディスプレイ用ガラスシートの縁部を
研削および研磨する方法を提供する。本発明によれば、
ガラスシートが固定装置により適所に保持され且つ図1
に示す搬送システムにより運ばれる。図1に示す本発明
の好適な実施の形態において、ガラスシートの縁部を仕
上げるため複数個の研削砥石と研磨砥石が使用されてい
る。図1は搬送システムにより矢印15の方向に運ばれ
る参照番号10で総称されるガラスシートを示し、この
搬送中にガラスシート10は組になった研削砥石20
A、20Bと研磨砥石30A、30Bにより研削および
研磨される。各研削砥石20A、20Bのそれぞれの主
要面19、23と各研磨砥石30A、30Bのそれぞれ
の主要面33、29はガラスシート10の主要面16に
平行に配置されている。図1に示す実施の形態におい
て、研削砥石20A、20Bはそれぞれ反対方向に回転
する。具体的には、研削砥石20Aは反時計方向に回転
し、一方研削砥石20Bは時計方向に回転する。同様
に、研磨砥石30A、30Bはそれぞれ反対方向に回転
する。具体的には、研磨砥石30Aは反時計方向に回転
し、一方研磨砥石30Bは時計方向に回転する。
面21はガラスシート10の一方の縁部14に接触し、
また研削砥石20Aの研削面22はガラスシート10の
反対側の縁部12に接触する。同様に、研磨砥石30A
の研磨面32はガラスシート10の縁部12に接触し、
また研磨砥石30Bの研磨面31はガラスシート10の
縁部14に接触する。好適な実施の形態において、各研
削砥石20A、20Bと各研磨砥石30A、30Bは同
時に回転する。更に、好適な実施の形態において、対向
する縁部12、14は同時に研削され、且つ研磨され
る。特に、縁部12、14のそれぞれは先ず各研削砥石
20A、20Bの研削面22、21に接触し、そこで研
削ずみの縁部が次に各研磨砥石30A、30Bにそれぞ
れ接触する。また、図1に示すように、各研削砥石20
A、20Bは各研磨砥石30A、30Bから間隔がおか
れ、研削砥石20Aと研磨砥石30Aは互いにガラスシ
ート10の一方の縁部12の側に互いにすぐ近くに配置
され、研磨砥石20Bと研磨砥石30Bはガラスシート
10の別の縁部14の側に互いにすぐ近くに配置されて
いる。
砥石20A、20Bと各研磨砥石30A、30Bは静止
しているが、ガラスシート10が矢印15の方向に動か
され、その結果縁部12、14のそれぞれが先ず研削さ
れ、次に研磨される。図2(A)(B)(C)は一方の
縁部12が研削される状況を示し、また、図3(A)
(B)(C)は縁部12が研削された後に研磨される状
況を示している。図2(A)は研削砥石20Aの研削面
22の部分断面図である。図に示すように、研削面22
は外周に少なくとも1個のV形溝24を有し、このV形
溝24の中心を通る放射状の線がV形溝24と角θを形
成する。角θは好適な実施の形態において凡そ15度な
いし40度の範囲にあり、最も好ましくは、凡そ30度
が最も好適である。図2(A)は1個のV形溝24のみ
を示しているが、図1に示すように、研削砥石20A、
20Bはそれぞれ複数個のV形溝24を有することがで
き、好適な実施の形態において、研削砥石20A、20
Bのそれぞれは6個のV形溝24を有する。図2(A)
に示すように、ガラスシート10の縁部12はV形溝2
4にアライメントされている。特に、縁部12は1対の
角部12A、12Bの間に扁平部12Cを有する。図2
(B)に示すように、1対の角部12A、12Bのみが
V形溝24と接触するが、扁平部12Cの中央部は研削
砥石20Aの研削面22に接触しないように、縁部12
がV形溝24に挿入される。角部12A、12BはV形
溝24により面取りされるので、図2(C)に示すよう
に、角部12A、12Bが転造されて1対の摩滅状の傾
斜部12D、12Eとなる。また、図2(C)に示すよ
うに、丸みのついた傾斜部12D、12Eはそれぞれガ
ラスシート10の上面と下面に対し角θを形成する。好
適な実施の形態において、角θは凡そ15度ないし40
度の範囲にあり、最も好ましくは、凡そ30度が最も好
適である。図2(C)に示すように、縁部12の扁平部
12Cの中央部は研削砥石20Aに接触しないので、研
削以前の形状と同一である。
ように、次に研磨砥石30Aの研磨面32に接触する。
図3(A)に示すように、研磨砥石30Aの研磨面32
は実質的に扁平である。更に、研磨面32は、縁部12
に凹状部ができるのが避けられるほど十分に軟らかい。
図3(B)に示すように、研削ずみの縁部12が研磨砥
石30Aの研磨面32に接触すると、研磨面32は研削
ずみの縁部12に一致する形状に凹まされる。このよう
にして、研削された丸みのある傾斜面すなわち傾斜部1
2D、12Eが扁平部12Cと共に形成する鋭い中間面
はそれぞれ、図3(C)に12F、12Gで示すように
実質的に丸みがついている。ガラスシート10の縁部1
4は上述した方法と同じ方法で縁部12と同時に研削砥
石20Bおよび研磨砥石30Bにより研削され且つ研磨
される。
下の厚さのあるガラスシート10の縁部12を仕上げる
方法を提供する。この方法は、縁部12の全体の幅/厚
さを凡そ35マイクロメートル以下だけ減小しながら面
取り面すなわち傾斜面12D、12Eを形成するため
に、ガラスシート10の縁部12の上面16Aと下面1
6Bを面取りする工程を含んでいる。さらに、ガラスシ
ート10の各傾斜面12D、12Eとそれに近接する主
要面16A、16Bとの間の角θは凡そ40度未満であ
る。次に、前記方法はさらに各傾斜面12D、12Eと
ガラスシート10の元の縁すなわち扁平部12Cとの交
差によりできる縁部12の丸み付け工程を含んでいる。
前記面取り工程はガラスシート10の縁部12の上面1
6Aと下面16Bを、少なくとも一つのV形溝24を持
った研削面22を有する少なくとも一つの回転中の研削
砥石20Aに接触させる工程を含み、この場合研削面2
2はガラスシート10の主要面16に平行である。さら
に、前記丸み付け工程は面取り面すなわち傾斜面12
D、12Eを有する縁部12の上面16Aと下面16B
を、縁部12に凹状の面取り部が形成されないよう十分
に軟らかい研磨面32を持った少なくとも1個の回転中
の研磨砥石30Aに、接触させる工程を含んでいる。各
傾斜面12D、12Eとそれに近接するガラスシート1
0の主要面16A、16Bとにより形成される角θは、
それぞれ、好ましくは凡そ30度である。
ラスシートの各縁部から凡そ35マイクロメートルより
多くを除去することがなく、このため本方法では微小な
割れの発生が少ないので、ガラスシートの強度および縁
部の品質を改善することになる。さらに、各傾斜面によ
り形成される角θは、研削装置の搬送の不正確さに起因
するガラスシートの横方向移動も考慮して凡そ30度が
好ましい。
車輪18(図1参照)を有する搬送システムでガラスシ
ート10を運搬する工程を含んでいる。この搬送システ
ムは回転中の各研削砥石20A、20Bと各研磨砥石3
0A、30Bの間でガラスシート10を運搬する。更
に、搬送工程は図1に一部分図示されている1組のベル
ト17により前記搬送システム上にガラスシート10を
固定する工程を有する。更に、搬送工程はガラスシート
10に所望の分割線に沿って少なくとも部分的な割れを
作り、レーザにより局部加熱してガラスシート10を横
切ってその割れを導き、レーザをガラスシート10の上
で移動させて前記部分的割れを導いて所望の分割線に第
2の部分的な割れを形成し、ガラスシート10をこの部
分的な割れに沿って割ることによりガラスシート10を
適切なサイズに最初に割る工程を含んでいる。好ましく
は、研削砥石20A、20Bを研磨砥石30A、30B
より速く回転させる。好適な実施の形態において、各研
削砥石は凡そ毎分2、850回転し、各研磨砥石は凡そ
毎分2、400回転する。更に、回転中の各研削砥石2
0A、20Bの表面速度は各研磨砥石30A、30Bの
表面速度より速い。また、好適な実施の形態において、
ガラスシート10は凡そ毎分4.5ないし6mの速度で
運搬される。好適な実施の形態において、各研削砥石2
0A、20Bの直径は各研磨砥石30A、30Bの直径
より小さいかまたは等しい。
される研削砥石20A、20Bはメタルボンド式(meta
l bonded)研削砥石であり、各砥石には6個の凹んだ溝
があり、各溝にダイヤモンド粒子が埋め込まれている。
ダイヤモンド粒子は凡そ400ないし800グリット
(grit)、好ましくは約400グリットの大きさであ
る。更に、本発明に使用される研削砥石20A、20B
の各溝の幅は凡そ0.7mmである。更に好ましくは、
各研削砥石20A、20Bは249mm(9.84イン
チ)の直径と、約25.4mm(1インチ)の厚さを有
する。ガラスシート10は毎分4.5ないし6mの送り
速度で搬送される。更に、各研削砥石20A、20Bの
表面速度は凡そ毎分2、201m(7、338フィー
ト)であり、各研磨砥石30A、30Bの表面速度は凡
そ毎分1、507m(5、024フィート)である。本
発明に使用される各研磨砥石30A、30Bは適当なキ
ャリヤ(carrier )材料例えば重合材料内に分散された
研削材を有する。研削材は例えばAl2 O3、SiC、軽
石、ガーネットの研削材料からなる群より選んでもよ
い。好ましくは、研削材の粒度は180グリットに等し
いかまたはそれより微細であり、より好ましくは220
グリットに等しいかまたはそれより微細である。この種
の適当な研磨砥石の例が例えば米国特許第5、273、
558号に記載されており、この明細書が参考上ここに
編入されている。適当な重合キャリヤ材料の例はブチル
ゴム、シリコーン、ポリウレタン、天然ゴムである。こ
の特定の実施の形態に使用する研磨砥石の好適な系列は
ミネソタ州セントポールの3M社(Minnesota Mining a
nd Manufacturing Company)から入手できるXI−73
7研削砥石である。適当な研磨砥石は例えばカリフォル
ニア州サンディエゴ、アージョンドライブ7754(7754 A
rjons Drive)に在るクラテックス・マニュファクチャ
リング社(Cratex Manufacturing Co.,Inc.)やマサチ
ューセッツ州ウォーセスターに在るノートン社(The No
rton Company)から入手できる。また、各研磨砥石30
A、30Bの好適な直径は凡そ8.0インチ(203m
m)であり、厚さは約1インチ(25.4mm)であ
る。
Claims (26)
- 【請求項1】 厚さ3mm以下のガラスシートの縁部を
仕上げる方法において、 前記ガラスシートの縁部の全幅を35マイクロメートル
以下だけ減小しながら該縁部の上と下を面取りして面取
り面を形成し、該面取り面のそれぞれとそれに近接する
前記ガラスシートの主要面との間の角度を40度未満に
する面取り工程と、 前記各面取り面と前記ガラスシートの元の縁部との交差
により形成される各縁部に丸みを付ける工程と、を含む
ことを特徴とする方法。 - 【請求項2】 前記面取り工程が、前記ガラスシートの
上と下を、少なくとも1個のV形溝を持った研削面を有
し且つ前記ガラスシートの主要面に平行である少なくと
も1個の回転中の研削砥石に接触させる工程を含むこと
を特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 前記丸み付け工程が、面取り面を有する
前記縁部の上と下を、凹状の面取り部が形成されないよ
う十分に軟らかい研磨面を持った少なくとも1個の回転
中の研磨砥石に接触させる工程を含むことを特徴とする
請求項1記載の方法。 - 【請求項4】 前記各面取り面と、近接する前記ガラス
シートの主要面との間の角度が凡そ30度であることを
特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項5】 前記各研削砥石の回転速度が前記各研磨
砥石の回転速度より速いことを特徴とする請求項1記載
の方法。 - 【請求項6】 前記各研削砥石の表面速度が前記各研磨
砥石の表面速度より速いことを特徴とする請求項1記載
の方法。 - 【請求項7】 1対の角部の間に扁平部を有するフラッ
トパネルディスプレイ用ガラスシートの縁部を仕上げる
方法において、 最初に、少なくとも1個のV形溝を持った研削面を有し
且つ前記ガラスシートの主要面に平行である回転中の研
削砥石に対し、前記縁部の扁平部の中央部を接触させず
前記1対の角部のみを接触させることにより、該1対の
角部を1対の摩滅状傾斜部に転造させ、該各摩滅状傾斜
部がそれに近接する前記ガラスシートの主要面に対しな
す角θを凡そ15度ないし40度の範囲になるようにす
る工程と、 次に、前記前記ガラスシートの縁部を、実質的に扁平な
研磨面を外周に有し且つ前記ガラスシートの主要面に平
行である回転中の研磨砥石に接触させ、ここで前記研磨
面は凹状の面取り部が形成されないほど十分軟らかであ
り、前記各摩滅状傾斜部と前記扁平部との界面に実質的
に丸みが作られる工程と、を含むことを特徴とする方
法。 - 【請求項8】 前記縁部の全幅を35マイクロメートル
以下だけ減小させる工程を含むことを特徴とする請求項
7記載の方法。 - 【請求項9】 前記角θが凡そ30度であることを特徴
とする請求項7記載の方法。 - 【請求項10】 少なくとも1個のV形溝を持った研削
面を有し且つ前記ガラスシートの主要面に平行である少
なくとも1個の回転中の第2研削砥石に対し、前記ガラ
スシートの第2縁部の扁平部を接触させず前記ガラスシ
ートの第2縁部の1対の角部のみを同時に接触させるこ
とにより、該1対の角部を1対の摩滅状傾斜部に転造さ
せ、該各摩滅状傾斜部がそれに近接する前記ガラスシー
トの主要面に対し凡そ15度ないし40度の範囲の角度
を形成する工程と、 次に、前記前記ガラスシートの第2縁部を、実質的に扁
平な研磨面を外周に有し且つ前記ガラスシートの主要面
に平行である回転中の第2研磨砥石に同時に接触させ、
ここで前記研磨面は凹状の面取り部が形成されないほど
十分軟らかであり、前記各摩滅状傾斜部と前記扁平部と
の界面に実質的に丸みが作られる工程と、を含むことを
特徴とする請求項7記載の方法。 - 【請求項11】 初め前記ガラスシートを前記各研削砥
石と前記各研磨砥石の間の搬送システムにより搬送する
ことを特徴とする請求項10記載の方法。 - 【請求項12】 前記各研削砥石の回転速度が前記各研
磨砥石の回転速度より速いことをことを特徴とする請求
項11記載の方法。 - 【請求項13】 前記各研削砥石が複数のV形溝を持っ
た研削面を有することを特徴とする請求項12記載の方
法。 - 【請求項14】 前記縁部の全幅を35マイクロメート
ル以下だけ減小させる工程を含むことを特徴とする請求
項13記載の方法。 - 【請求項15】 前記各研削砥石の表面速度が前記各研
磨砥石の表面速度より速いことを特徴とする請求項14
記載の方法。 - 【請求項16】 厚さ3mm以下のフラットパネルディ
スプレイ用ガラスシートの対向縁部を仕上げる方法にお
いて、 前記ガラスシートを搬送システムに固定する工程と、 前記ガラスシートを初め1対の固定式回転研削砥石の間
を搬送し、次に1対の固定式回転研磨砥石の間を搬送す
る工程であって、前記各対の研削砥石が第1速度で回転
し且つ前記各対の研磨砥石が第2速度で回転し、前記各
対の研削砥石および研磨砥石の中の一方が前記ガラスシ
ートの対向縁部の一方の縁部に沿って第1方向に回転
し、且つ前記各対の研削砥石および研磨砥石の中の他方
が前記対向縁部の他方の縁部に沿って第2方向に回転
し、該第2方向が第1方向に反対向きである工程と、を
含むことを特徴とする方法。 - 【請求項17】 前記各研削砥石が少なくとも1個のV
形溝のある研削面を外周に有し、前記V形溝のの中心を
通る放射状の線が凡そ15度ないし40度の角度をなす
ことを特徴とする請求項16記載の方法。 - 【請求項18】 前記各研削砥石が複数個のV形溝をも
つ研削面を有することを特徴とする請求項17記載の方
法。 - 【請求項19】 前記複数個のV形溝のそれぞれの中心
を通る放射状の線が凡そ30度であることを特徴とする
請求項18記載の方法。 - 【請求項20】 前記各研削砥石の直径が前記各研磨砥
石の直径より大きいことを特徴とする請求項19記載の
方法。 - 【請求項21】 前記各研削砥石の回転速度が前記各研
磨砥石の回転速度より速いことをことを特徴とする請求
項19記載の方法。 - 【請求項22】 前記各研削砥石の表面速度が前記各研
磨砥石の表面速度より速いことを特徴とする請求項19
記載の方法。 - 【請求項23】 前記各研削砥石の直径が凡そ249m
m(9.84インチ)であり、前記各研磨砥石の直径が
凡そ203mm(8.0インチ)であることを特徴とす
る請求項20記載の方法。 - 【請求項24】 前記各研削砥石の回転速度が凡そ毎分
2、850回転であり、前記各研磨砥石の回転速度が凡
そ毎分2、400回転であることを特徴とする請求項2
1記載の方法。 - 【請求項25】 前記各研削砥石の表面速度が凡そ毎分
毎分2、201m(7、338フィート)であり、前記
各研磨砥石の表面速度が凡そ毎分1、507m(5、0
24フィート)であることを特徴とする請求項22記載
の方法。 - 【請求項26】 前記ガラスシートが凡そ毎分4.5な
いし6mの送り速度で搬送されることを特徴とする請求
項24記載の方法。
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