JP2020517480A - Apparatus and method for edge treatment of glass for optical coupling - Google Patents
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Abstract
ガラスシートの縁部の仕上げを行う方法および装置が記載される。砥石車とガラスシートとの相対移動中に、砥石車の縁部がガラスシートの縁部を面取りするように、スピンドルに取り付けられた2つの砥石車を用いて、ガラスシートの縁部の仕上げが行われる。A method and apparatus for edge finishing a glass sheet is described. During the relative movement of the grinding wheel and the glass sheet, the edge of the glass sheet is finished using two grinding wheels mounted on the spindle so that the edge of the grinding wheel chamfers the edge of the glass sheet. Done.
Description
本願は、合衆国法典第35巻第119条に基づき、2017年4月27日に出願された米国仮特許出願第62/490869号による優先権を主張するものであり、その内容に依拠すると共に、その全体を参照して本明細書に組み込む。 This application claims the priority of US Provisional Patent Application No. 62/490869 filed on April 27, 2017 based on 35th Section 119 of the United States Code, and based on the content thereof, It is incorporated herein by reference in its entirety.
本開示の実施形態は、ガラスシートの縁部を処理するための装置および方法に関する。具体的には、本開示の実施形態は、ガラスシートを通した光結合を高めるためにガラスシートの縁部を処理するための装置および方法に関する。 Embodiments of the present disclosure relate to apparatus and methods for treating the edges of glass sheets. Specifically, embodiments of the present disclosure relate to apparatus and methods for treating the edges of glass sheets to enhance optical coupling through the glass sheets.
例えば、エッジライト式液晶ディスプレイ(LCD)のバックライトにおいて、光をディスプレイパネルにわたって均等に分布させるために用いられる導光板(LGP)等の様々な製品の製造において、ガラスシートは、ガラスシートの縁部の研削および研磨によって仕上げられる。そのような装置用のサイドライト式バックライトユニットは、通常はポリメチルメタクリレート(PMMA)等の高透過率プラスチック材料でできているLGPを含む。より薄型のディスプレイに向かうトレンドは、ポリマー導光板(LGP)の使用に関連付けられた課題によって制限されている。そのようなプラスチック材料は、光透過率等の優れた特性を示すものの、これらの材料は、剛性、熱膨張係数(CTE)、吸湿性等の機械的特性が比較的劣る。特に、ポリマーLGPは、超薄型ディスプレイに必要な寸法安定性を欠いている。ポリマーLGPが熱および湿度に晒されると、LGPに反りおよび膨張が生じる場合があり、光学機械的性能を損ない得る。ポリマーLGPの不安定さにより、設計者は、この動きを補償するために、より広いベゼルと、空隙を有するより厚いバックライトとを加える必要がある。 For example, in the manufacture of various products such as a light guide plate (LGP) used to evenly distribute light across a display panel in a backlight of an edge-lit liquid crystal display (LCD), the glass sheet is the edge of the glass sheet. Finished by grinding and polishing parts. Sidelighted backlight units for such devices typically include LGP made of a high transmission plastic material such as polymethylmethacrylate (PMMA). The trend towards thinner displays is limited by the challenges associated with the use of polymer light guide plates (LGP). Although such plastic materials exhibit excellent properties such as light transmittance, these materials are relatively inferior in mechanical properties such as rigidity, coefficient of thermal expansion (CTE), and hygroscopicity. In particular, polymer LGP lacks the dimensional stability required for ultra-thin displays. Exposure of the polymer LGP to heat and humidity can cause warpage and expansion of the LGP, which can compromise optomechanical performance. The instability of the polymer LGP requires the designer to add a wider bezel and a thicker backlight with voids to compensate for this movement.
ディスプレイ用のLGPの代わりの解決法として、ガラスシートが提案されているが、ガラスシートは、透過、散乱、光結合に関して十分な光学性能を達成するために、適切な属性を有しなければならない。導光板用のガラスシートは、縁部の直角度、真直度、平坦度等の仕様を満たさなければならない。コーニング社は、LGP用のPMMAおよび他の透明プラスチック材料の代替品として、コーニングIris(商標)ガラスを販売している。Irisガラスは非常に透明であり、450〜650nmの可視光波長範囲に亘って、LGPに沿って伝播して全反射によって導光される光の吸収損失または散乱損失が0.2dB/m以下と低い。それに加えて、ガラスのCTEは、適切なプラスチックのCTEよりも遥かに低く、LCDディスプレイパネルのCTEにより近いため、大型フラットパネルテレビセットの一体化を行うことが遥かに容易になる。更に、優れた機械的強度および剛性と、低いCTEとにより、LCDのベゼルの厚さの顕著な低減が可能である。 Glass sheets have been proposed as an alternative solution to LGP for displays, but the glass sheets must have suitable attributes in order to achieve sufficient optical performance in terms of transmission, scattering and light coupling. .. A glass sheet for a light guide plate must meet specifications such as squareness, straightness, and flatness of edges. Corning Corporation sells Corning Iris™ glass as an alternative to PMMA and other transparent plastic materials for LGP. Iris glass is very transparent and has an absorption or scattering loss of 0.2 dB/m or less for light propagating along LGP and guided by total reflection over the visible light wavelength range of 450 to 650 nm. Low. In addition, the CTE of glass is much lower than the CTE of suitable plastics and closer to that of LCD display panels, making it much easier to integrate large flat panel television sets. In addition, the excellent mechanical strength and stiffness, and the low CTE allow for a significant reduction in LCD bezel thickness.
導光板に対する重要な要件の1つは、発光ダイオード(LED)から導光板への効率的な光結合である。結合には、LEDとLGP縁部との間の間隙の低減が利益をもたらし、また、縁部に最大の表面積を設けることで、光の大部分を結合できるようになる。これは、衝撃、欠け、および他の輸送関連のモードを含む故障モードに耐えるために、拡散面を有する丸みのある縁部の生成に焦点を当てた、従来のディスプレイ用ガラスの処理とは異なる。従って、当技術分野においては、光結合効率を高めたガラス導光板を設けるための装置および方法が必要である。 One of the key requirements for a light guide plate is efficient optical coupling from light emitting diodes (LEDs) to the light guide plate. Coupling benefits from the reduction of the gap between the LED and the LGP edge, and providing the maximum surface area at the edge allows most of the light to be coupled. This differs from conventional display glass processing, which focuses on the creation of rounded edges with diffusing surfaces to withstand failure modes, including shock, chipping, and other transport-related modes. .. Therefore, there is a need in the art for an apparatus and method for providing a glass light guide plate with enhanced optical coupling efficiency.
本開示の第1の態様は、ガラスシートの縁部を研削することにより、ガラスシートの縁部の仕上げを行う装置に関する。1以上の実施形態において、そのような装置は、縁部が研削および研磨を受けている間にガラスシートを支持する加工台を含む。X軸は、加工台上のガラスシートの平面上における横方向の移動の方向である。Y軸は、X軸に対して垂直な、平面上における縦方向の移動の方向である。Z軸は、平面に対して直交方向の移動の方向である。第1のモータは、平面の第1の側に配置される。第1のモータは、X軸に実質的に沿って位置合わせされた第1のスピンドル回転軸を有する第1のスピンドルを有する。第2のモータは、平面の第2の側に配置される。第2のモータは、X軸に実質的に沿って位置合わせされた第2のスピンドル回転軸を有する第2のスピンドルを有する。第1のスピンドルには第1の砥石車が取り付けられる。第1の砥石車は、第1の砥石車の周縁部を用いてガラスシートの第1の縁部を面取りするための周縁部を有する略円盤形状である。第2のスピンドルには第2の砥石車が取り付けられる。第2の砥石車は、第2の砥石車の周縁部を用いてガラスシートの第2の縁部を面取りするための周縁部を有する略円盤形状である。 A first aspect of the present disclosure relates to a device for finishing an edge of a glass sheet by grinding the edge of the glass sheet. In one or more embodiments, such an apparatus includes a work table that supports a glass sheet while its edges are undergoing grinding and polishing. The X-axis is the direction of lateral movement of the glass sheet on the work table in the plane. The Y-axis is the direction of vertical movement in the plane that is perpendicular to the X-axis. The Z-axis is the direction of movement orthogonal to the plane. The first motor is arranged on the first side of the plane. The first motor has a first spindle having a first spindle rotation axis aligned substantially along the X axis. The second motor is arranged on the second side of the plane. The second motor has a second spindle having a second spindle rotation axis aligned substantially along the X axis. A first grinding wheel is attached to the first spindle. The first grinding wheel has a substantially disk shape having a peripheral edge portion for chamfering the first edge portion of the glass sheet using the peripheral edge portion of the first grinding wheel. A second grinding wheel is attached to the second spindle. The second grinding wheel has a substantially disk shape having a peripheral edge portion for chamfering the second edge portion of the glass sheet using the peripheral edge portion of the second grinding wheel.
本開示の第2の態様は、ガラスシートの縁部の仕上げを行う方法に関する。この方法は、ガラスシートの一部分が加工台から或る距離だけ延出している状態で、加工台上にガラスシートを支持することを含む。ガラスシートは、第1の表面、第1の表面とは反対側の第2の表面、および端面を含む。第1の表面と端面とは第1の縁部に沿って交わり、第2の表面と端面とは第2の縁部に沿って交わる。X軸は、表面上のガラスシートの平面上における横方向の移動の方向である。Y軸は、X軸に対して垂直な、平面上における縦方向の移動の方向である。Z軸は、平面に対して直交方向の移動の方向である。第1の縁部は、第1のモータの第1のスピンドル軸上に配置された少なくとも1つの略円盤形状の第1の砥石車の周縁部と接触させられる。第2の縁部は、第2のモータの第2のスピンドル軸上に配置された少なくとも1つの略円盤形状の第2の砥石車の周縁部と接触させられる。第1の砥石車および第2の砥石車と第1の縁部および第2の縁部とのそれぞれの接触中に、第1の砥石車および第2の砥石車とガラスシートとの間の相対移動が行われることにより、第1の縁部および第2の縁部が面取りされる。 A second aspect of the disclosure relates to a method of finishing the edges of a glass sheet. The method includes supporting a glass sheet on a worktable with a portion of the glass sheet extending a distance from the worktable. The glass sheet includes a first surface, a second surface opposite the first surface, and an end surface. The first surface and the end surface intersect along the first edge, and the second surface and the end surface intersect along the second edge. The X-axis is the direction of lateral movement in the plane of the glass sheet on the surface. The Y-axis is the direction of vertical movement in the plane that is perpendicular to the X-axis. The Z-axis is the direction of movement orthogonal to the plane. The first edge is brought into contact with the peripheral edge of at least one substantially disk-shaped first grinding wheel arranged on the first spindle shaft of the first motor. The second edge is brought into contact with the peripheral edge of at least one substantially disc-shaped second grinding wheel arranged on the second spindle shaft of the second motor. Relative contact between the first grinding wheel and the second grinding wheel and the glass sheet during contact between the first grinding wheel and the second grinding wheel and the first edge and the second edge, respectively. Due to the movement, the first edge and the second edge are chamfered.
添付の図は、本明細書に組み込まれて本明細書の一部を構成するものであり、以下に説明される幾つかの態様を示す。 The accompanying figures, which are incorporated into and constitute a part of this specification, illustrate several aspects described below.
以下、添付の例および図面に例が示されている様々な実施形態を詳細に参照する。 Reference will now be made in detail to various embodiments, examples of which are illustrated in the accompanying drawings and drawings.
以下の説明において、類似の参照文字は、図示されている幾つかの図を通して、類似のまたは対応する部分を示す。また、特に明記しない限り、「上」、「下」、「外側に向かって」、「内側に向かって」等の用語は便宜的な文言であり、限定的な用語として解釈されるべきではないものと理解される。それに加えて、或る群が、一群の要素のうちの少なくとも1つおよびそれらの組み合わせを含むと記載されている場合には常に、その群は、記載されている要素のうちの任意の数の個々のまたは互いに組み合わされた要素を含み得る、それらから本質的に成り得る、またはそれらから成り得るものと理解される。同様に、或る群が、一群の要素のうちの少なくとも1つおよびそれらの組み合わせから成ると記載されている場合には常に、その群は、記載されている要素のうちの任意の数の個々のまたは互いに組み合わされた要素から成り得るものと理解される。特に明記しない限り、或る範囲の値が記載されている場合には、その範囲の上限および下限の両方、並びに、それらの間の任意の範囲が含まれる。本明細書において用いられる不定冠詞「a」、「an」、および対応する定冠詞「the」は、特に明記しない限り、「少なくとも1つ」または「1以上」を意味する。また、明細書および図面に開示されている様々な特徴は、あらゆる組み合わせで用いられ得るものと理解される。 In the following description, like reference characters refer to like or corresponding parts throughout the several figures shown. Further, unless otherwise specified, terms such as “top”, “bottom”, “outward”, and “inward” are expedient and should not be construed as limiting terms. Understood to be. In addition, whenever a group is described as including at least one of a group of elements and combinations thereof, the group is defined as any number of the listed elements. It is understood that it may include, consist essentially of, or consist of elements, individually or in combination with each other. Similarly, whenever a group is described as consisting of at least one of a group of elements and combinations thereof, that group is said to contain any number of the listed elements individually. It is understood that it can consist of elements of or in combination with each other. Unless stated otherwise, a range of values includes both the upper and lower limits of the range, as well as any range therebetween. As used herein, the indefinite article "a", "an", and the corresponding definite article "the" mean "at least one" or "one or more." It is also understood that the various features disclosed in the specification and drawings can be used in any combination.
本明細書において、ガラスシートの端部の仕上げを行う方法および装置について説明する。特定の実施形態において、本開示の実施形態による、バックライトユニットにおいて用いられ得る導光板を設けるために、研削および研磨によってガラスシートの仕上げが行われる。特定の実施形態において、PMMAでできている導光板と同様のまたはより優れた光学特性を持ち、PMMA導光板より遥かに優れた機械的特性(例えば、剛性、熱膨張係数(CTE)、高湿度条件における寸法安定性等)を有する導光板が提供される。 Described herein are methods and apparatus for finishing the edges of glass sheets. In certain embodiments, the glass sheet is finished by grinding and polishing to provide a light guide plate that may be used in a backlight unit according to embodiments of the present disclosure. In certain embodiments, mechanical properties (eg, stiffness, coefficient of thermal expansion (CTE), high humidity) that have similar or better optical properties to a light guide plate made of PMMA and are much better than PMMA light guide plates. A light guide plate having dimensional stability under conditions) is provided.
本開示の幾つかの実施形態は、最大の光結合効率を可能にするために、ガラス導光板に最小限の面取りを生じる方法および装置を提供する。本開示の実施形態は、より薄いガラスLEDとともに用いられ得るLGPを提供し得る。例えば、1.5ミリメートル(mm)のLEDは、厚さ2mmのLGPを用い得るが、1.0mmのLEDは、厚さ1.1mmのLGPを用いる。従って、より薄いLEDの結合効率の最適化は、LGPの面取りが最小限であることを必要とする。それに加えて、面取りは、分離中に生じるカンチレバー曲がりを解消すると共に、鋭い造作に起因する破損の確率を低減することによって、縁部の信頼性を高める。カンチレバー曲がりは、ガラスの上面または底面が部分的に端面を超えて延出している場合に、上面または底面の局所領域が端面に対して垂直ではなくなるように生じる。カンチレバー曲がりは、欠けや破損につながり得るものであり、カンチレバー曲がりを有する領域は、衝撃に際してより損傷しやすくなる。 Some embodiments of the present disclosure provide methods and apparatus that result in minimal chamfering of the glass light guide plate to allow maximum optical coupling efficiency. Embodiments of the present disclosure may provide LGP that may be used with thinner glass LEDs. For example, a 1.5 millimeter (mm) LED can use a 2 mm thick LGP, while a 1.0 mm LED uses a 1.1 mm thick LGP. Therefore, optimization of coupling efficiency for thinner LEDs requires minimal chamfering of the LGP. In addition, chamfering increases edge reliability by eliminating cantilever bending that occurs during separation and reducing the probability of breakage due to sharp features. Cantilever bending occurs such that when the top or bottom surface of the glass partially extends beyond the end face, the local area of the top or bottom face is no longer perpendicular to the end face. Cantilever bending can lead to chipping and breakage, and areas with cantilever bending are more likely to be damaged during impact.
研究により、面取りの厚さが50マイクロメートルから200マイクロメートル(ミクロン、μm)に増加すると、結合効率が約5%低下することが示された。面取りの高さを厚さに対して正規化すると、複数の厚さに亘って結合効率は一貫していることが示される。しかし、ガラスがより薄くなり、LEDの厚さがガラスの厚さと等しくなると、結合効率は、所与の面取り高さ/厚さ比率について、LEDとLGPとの間隙の影響をより受け易くなる。 Studies have shown that increasing the chamfer thickness from 50 micrometers to 200 micrometers (microns, μm) reduces the coupling efficiency by about 5%. Normalizing the chamfer height to thickness shows that the bonding efficiency is consistent across multiple thicknesses. However, as the glass becomes thinner and the LED thickness equals the glass thickness, the coupling efficiency becomes more sensitive to the LED-LGP gap for a given chamfer height/thickness ratio.
電子ディスプレイ製造業者等の機器製造業者に供給される薄いガラスシートは、典型的には、処理された縁部を有する。即ち、ガラスの強度を低下させ得る、切断処理によって生じた損傷しやすい鋭い縁部および縁部の傷(欠け、クラック等)をなくすために、縁部が研削および成形(例えば、面取り)される。そのようなプレートは、典型的には、プレートの互いに反対側にある主要な面間の厚さが約2mm以下、より好ましくは約0.7mm以下、および、一部の用途では約0.5mm以下である。極薄ガラスプレートは0.3mm以下であり得、依然として本開示の利益を受けることができる。 Thin glass sheets supplied to equipment manufacturers such as electronic display manufacturers typically have treated edges. That is, the edges are ground and shaped (for example, chamfered) in order to eliminate sharp edges and edge scratches (chips, cracks, etc.) that are likely to be damaged by the cutting process and that may reduce the strength of the glass. .. Such plates typically have a thickness between opposite major surfaces of the plates of about 2 mm or less, more preferably about 0.7 mm or less, and in some applications about 0.5 mm. It is below. Ultra-thin glass plates can be 0.3 mm or less and still benefit from the present disclosure.
ガラスの破壊は、最初の欠陥(例えば小さなクラック)に端を発し得るものであり、破壊はこの初期の傷から延びることが知られている。破壊は、物品内に存在する応力に応じて、非常に短い期間で生じる場合、または、長期間にわたって徐々に生じる場合がある。そうではあっても、各破壊は傷から始まり、傷は、ガラスシートの縁部、特に、以前に切り目をつけられて切断された縁部に沿って見出されるのが最も典型的である。縁部の傷をなくすために、プレートの縁部を研削または研磨して、最小の傷のみが残るようにすることにより、傷の伝播に要する応力を高くして、シートの強度が高められ得る。 It is known that glass breakage can originate from an initial defect (eg, a small crack), and the break extends from this initial flaw. Fracture may occur in a very short period of time or gradually over a long period of time, depending on the stresses present in the article. Even so, each fracture begins with a scar, which is most typically found along the edges of the glass sheet, especially along the previously scored and cut edges. Grinding or polishing the edges of the plate to eliminate edge scratches, leaving only minimal scratches, thus increasing the stress required to propagate the scratches and increasing the strength of the sheet ..
それに加えて、砥石車がガラスの縁部を横断する際の位置は、或る程度の遊びや変動を有し得るので、研削処理自体、均一であることは稀である。即ち、砥石車がガラスシートに近づいたり遠ざかったりし得るので、砥石車によってプレートに及ぼされる力は、時間および/または位置の両方の関数として変動し得る。この位置の変動は、縁部から除去される材料の量の変化につながり得る。この変動は、不均一な研削および生じる微粒子の量の変化を生じ得る。より簡単に言えば、面取り幅が変動し得るものであり、この変動は、研削されているプレートの縁部が硬い場合に、最も激しくなる。 In addition, the position at which the grinding wheel traverses the edge of the glass can have some play or variation, so the grinding process itself is rarely uniform. That is, as the grinding wheel can move closer to and further away from the glass sheet, the force exerted by the grinding wheel on the plate can vary as a function of both time and/or position. This variation in position can lead to changes in the amount of material removed from the edges. This variation can result in uneven grinding and changes in the amount of particulate produced. In simpler terms, the chamfer width can vary, which is most pronounced when the edges of the plate being ground are hard.
図1A〜図1Cを参照すると、縁部仕上げの前後のガラスシート30の例示的な端部が示されている。図1Aは、縁部仕上げ前のガラスシート30を示す。ガラスシート30は、第1の表面31、第1の表面31とは反対側の第2の表面32、および端面33を含む。第1の表面31と端面33とは、第1の縁部43に沿って交わり、第2の表面32と端面33とは、縁部44に沿って交わる。
Referring to FIGS. 1A-1C, exemplary ends of
図1Bおよび図1Cは、縁部仕上げ後のガラスシート30を示す。ここでは、縁部43、44は面取りされており、第1の面取り部41および第2の面取り部42が設けられる。第1の表面31は、縁部46において第1の面取り部41と交わり、端面33と第1の面取り部41とは、縁部47において交わり、端面33と第2の面取り部42とは、縁部48において交わり、第2の面取り部42は、縁部49において第2の表面32と交わる。ガラスシート30の合計厚さTgは、第1の面取り部41の厚さTC1と、端面33の厚さTeと、第2の面取り部42の厚さTC2との合計を有する。
1B and 1C show the
幾つかの実施形態の第1の面取り部41の厚さTC1と第2の面取り部42の厚さTC2との組み合わせは、ガラスシート30の合計厚さTgの約10%未満である。幾つかの実施形態では、面取り部41、42の厚さTC1およびTC2の合計は、ガラスシート30の合計厚さTgの約5%未満である。幾つかの実施形態では、面取り部41、42の平均厚さTC1およびTC2の合計は、ガラスシート30の合計厚さTgの約4%未満、約3%未満、約2.5%未満、約2%未満、約1.5%未満、または約1%未満である。幾つかの実施形態では、面取り部は、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、または90μmの平均を有する。幾つかの実施形態では、面取り部は、約20〜約80μmの範囲内、または約20〜約50μmの範囲内、または約40〜約80μmの範囲内の平均厚さを有する。
The combination of the thickness T C1 of the first chamfered
面取り幅WC1およびWC2によってそれぞれ特徴付けられる、第1の面取り部41および第2の面取り部42の研削中に生じる微粒子の量は、最小限にされるべきである。面取り幅は、どちらの面取りが測定されているかに応じて、ガラスシート30の端面33から第1の表面31または第2の表面32までの面取り面の長さとして定義される。
The amount of particulates produced during the grinding of the
ガラスシートに面取りが生成されたら、その結果として生じた更なる縁部46、47、48、49が更に研磨されて、これらの縁部における鋭い角をなくして弧状の縁部が形成されてもよい。これは、例えば、バフホイールおよび適切な研磨材ペーストを用いて達成され得る。 Once the chamfer is created in the glass sheet, the resulting further edges 46, 47, 48, 49 may be further polished to eliminate the sharp corners at these edges to form arced edges. Good. This can be accomplished, for example, with a buff wheel and a suitable abrasive paste.
図2〜図4には、薄いガラスシート30を処理するための装置100の実施形態が示されている。図2は同様の装置100の側面図を示し、図3は上面図を示し、図4は斜視図を示す。装置100は、支持面としても参照される加工台116を含む。X軸は、縁部処理中の加工台116および/または砥石車の横方向の移動の方向である。Y軸は、X軸に対して垂直な縦方向の移動の方向である。加工台116の平面は、X軸とY軸によって構成されるX−Y平面内にある。Z軸は、加工台116の平面に関して直交している。別の構成も可能であるが、図示されている実施形態は、ガラスシート30をX−Y平面内において水平に支持する加工台116を提供する。幾つかの実施形態では、加工台116は、ガラスシート30を垂直方向の向きで支持し、上方または下方に移動する。
2-4, an embodiment of an
装置100は、第1のスピンドル121を有する第1のモータ120を含む。第1のスピンドル121は、回転軸122がX軸に実質的に沿って位置合わせされるよう配向される。第1のスピンドル121は、加工台116の平面の第1の側に配置される。第2のモータ130は、回転軸132がX軸に実質的に沿って位置合わせされるように配向された第2のスピンドル131を含む。第2のスピンドル131は、加工台116の平面の第2の側に配置される。加工台116の平面の第2の側は、加工台116の平面の第1の側とは反対側である。例えば、加工台116の平面が水平の向きである場合には、第1のスピンドル121は平面より上方に位置し、第2のスピンドル131は平面より下方に位置し得る。このように用いられる「X軸に実質的に沿って」という用語は、回転軸がX軸から±20°、±10°、±5°、±4°、±3°、±2°または±1°以内にあることを意味する。
The
装置100は、第1のモータ120および/または第2のモータ130を保持および/または移動することができる支持体110(図4に示されている)を含む。支持体110は、これらのモータをそれぞれ独立してまたは一緒に移動し得る。幾つかの実施形態では、図6Aおよび図6Bに示されているように、第1のモータ120は第1の支持体110a上にあり、第2のモータ130は第2の支持体110b上にある。支持体110は、ガラスシート30によって構成される主要な平面に対して垂直な方向に第1のモータ120または第2のモータ130を移動するためのZ軸モータ(図示せず)を含み得る。
The
第1の砥石車125は、第1のスピンドル121に接続され、スピンドル121の回転軸122周りに回転する。砥石車は、任意の適切な構成要素によってスピンドルに接続され得ることが、当業者には理解されよう。第2の砥石車135は、第2のスピンドル131に接続され、スピンドル131の回転軸132周りに回転する。砥石車は、スピンドルの端部に、またはスピンドルの長さに沿って取り付けられ得る。
The
第1の砥石車125および第2の砥石車135は、同じタイプの砥石車であってもよく、または異なっていてもよい。幾つかの実施形態において、第1の砥石車125および第2の砥石車135は、柔軟なウレタンベースの砥石車である。ウレタンベースの砥石車は、架橋ウレタンバインダー中に一体に保持された研磨要素(例えば、ポリウレタンマトリックス中に保持された工業用ダイヤモンド等)を有する。幾つかの実施形態では、ウレタンベースの砥石車は、ショアAスケール(ASTM D2240)において約80〜約104の範囲内、または約84〜約98の範囲内の硬度を有する。例示的な砥石車125が図5に示されている。砥石車125は、内面126、外面127、および周縁部128を有する略円盤形状の構成要素であり得る。このように用いられる「略円盤形状」という用語は、砥石車の概ねの外観が、少なくとも1つの面および周縁部を有する円盤形状またはドラム形状の構成要素であることを意味する。内面126という用語は、砥石車125の、モータに近い方の面を指す。周縁部128は、面取り中にガラスシート30に接触する研磨面を設ける。砥石車は、X軸周りに回転するように位置合わせされ、周縁部128を用いてガラスシート30の縁部を面取りする。幾つかの実施形態では、砥石車は、砥石車のカップ状の形状に基づき「カップ」ホイールと一般的に称される、凹んだ中心領域を含む円形の砥石車の縁部を用いる。
The
典型的には、周縁部128の研削面は、適切なマトリックスまたはバインダー(例えば、樹脂または金属結合マトリックス)中に分散された切削媒体として、ダイヤモンド微粒子を含む。カーバイド微粒子等の他の切削媒体が用いられてもよい。幾つかの実施形態の砥石車は、約200μm〜約3μmの範囲内、または約150μm〜約4μmの範囲内、または約120μm〜約5μmの範囲内、または約100μm〜約6μmの範囲内、または約60μm〜約7μmの範囲内、または約50μm〜約8μmの範囲内、または約25μm〜約10μmの範囲内の平均粒径を有する研磨材を有する。幾つかの実施形態において、砥石車は、FEPA標準で約P120〜約P6000の範囲内、または約P180〜約P3000の範囲内、または約P240〜約P2500の範囲内、または約P360〜約P2000の範囲内、または約P600〜約P1500の範囲内、または約P800〜約P1200の範囲内のグリットを有する。
Typically, the grinding surface of the
再び図2を参照すると、ガラスシート30は、ガラスシート30の一部分26が加工台116を越えて延出するように、加工台116によって支持される。例えば、ガラスシート30は、図示されているように水平配置で配置され得るものであり、この場合、ガラスシート30は、加工台116(支持部材または支持面としても参照される)からカンチレバー状になっていると表現され得る。しかし、ガラスシート30は、任意の角度で、任意の向きに固定されてよい。例えば、ガラスシート30は垂直方向の配向で支持されてもよい。装置100は、ガラスシート30を加工台116上に固定するためのレール、フィンガー、フック、または他の適切なクランプ部材を含むクランプ部材117を更に含み得る。プレートを固定する別の方法は、加工台116に、ガラスシートを静止状態に保持する真空チャックを含めることによるものである。真空は、単独で用いられてもよく、または、1または複数のクランプ部材と組み合わせて用いられてもよい。一般的に、ガラスシート30の一部分26が固定装置から延出するように配置される限り、ガラスシート30を加工台116に固定する任意の適切な方法が用いられてよい。幾つかの実施形態では、延出部分26は、ガラスシート30がしっかりと取り付けられている間、固定装置に対して相対的に撓み得る。ガラスシート30は、延出部分26が固定装置から所定の距離Lだけ延出するように、固定装置に固定され得る。
Referring again to FIG. 2,
図7を参照すると、砥石車125、135はガラスシート30に接触することにより、その縁部を面取りする。砥石車の丸みのある部分は、砥石車の形状に対応する僅かに丸みのある面取り部を残し得る。しかし、ガラスシート30と砥石車との接触量は、面取りが平坦に見えるほど、または、摩擦によって生じる十分な熱により、新たに面取りされた縁が平坦になるほど、十分に小さいものである。図7に示されている実施形態は、(面取りの縁部に基づいて測定された)端面33に対する面取りの角度を示すために誇張されている。第1の砥石車125は、端面33に対して第1の角度αを有する第1の面取り部41を形成し得る。第2の砥石車135は、第2の砥石車の研削面が端面33に対して第2の角度βを成すように配置される。第1の角度αおよび第2の角度βは、略同じ角度であってもよく、または異なる角度であってもよい。
Referring to FIG. 7, the grinding
ガラスシート30が頁の平面から出るように移動する装置および方法の実施形態を示している図2、および図7を参照すると、第1の砥石車125は、回転軸122周りに回転し、第1の表面31に力F1で作用する。この力F1は、ガラスシート30に撓みδ1を生じさせ得る。即ち、ガラスシート30は、加えられた力に応答して曲がる。これは、図8を補助として用いて一般的に考えることができ、図8は、ガラスシート30に加えられる力Fを示しており、それにより、撓みδの形態の応答が引き起こされる。曲げまたは柔軟さの量(δの大きさ)は、ガラスの材料特性(例えば、ヤング率)、固定装置からの延出量、および力の大きさ等を含む多くの変数の関数である。これらの変数は、ひとまとめにして、剛性値kによって特徴付けられ得るものであり、ここで、剛性は、加えられた力を、生じた撓みの大きさによって除算した値に等しい。剛性kは、一般的に、次のように表現できる。
k=F/δ∝EI/L3
ここで、力Fを撓みδによって除算した値は、ガラスシートの弾性率Eに慣性モーメントIを乗算し、固定装置を越えたガラスシートの延出量Lの3乗で除算した値に比例する。
Referring to FIGS. 2 and 7, which show an embodiment of an apparatus and method for moving the
k=F/δ∝EI/L 3
Here, the value obtained by dividing the force F by the deflection δ is proportional to the value obtained by multiplying the elastic modulus E of the glass sheet by the inertia moment I and dividing by the cube of the extension amount L of the glass sheet beyond the fixing device. ..
また、砥石車によって除去される材料の量は、加えられた力に正比例することも示され得る。上記の式から、加えられている力が存在する状態において、延出部分が無く、ガラスシートの平面に撓みがない状態で、剛性の支持体によって完全に支持されているプレートは、剛性が無限大であることがわかる。この例では、例えば、砥石車によってガラスシートに加えられる力のような力が増加すると、除去される材料の量がそれに比例して増加し、従って、面取り幅が増加する。そのようなシステムは、実際のシステムでしばしば観察されるような砥石車の位置の小さな変動に対する感度が高くなり、魅力的ではない。この感度は1:1もの高いものになり得、加えられる力が2倍になると、除去される材料も2倍になる。 It can also be shown that the amount of material removed by the grinding wheel is directly proportional to the applied force. From the above equation, in the presence of an applied force, a plate that is completely supported by a rigid support, with no extension and no deflection in the plane of the glass sheet, has infinite stiffness. It turns out to be great. In this example, as the force, such as the force exerted on the glass sheet by the grinding wheel, increases, the amount of material removed increases proportionately, thus increasing the chamfer width. Such systems are unattractive as they are more sensitive to small variations in wheel position, which are often observed in real systems. This sensitivity can be as high as 1:1 and doubling the applied force also doubles the removed material.
一方、上記の関係は、プレートの一部分が固定装置を超えて(例えば、加工台116を超えて)延出している場合、延出部分の剛性が低下して有限になり、プレートが撓み得ることも示唆している。低い有限の剛性については、この柔軟さにより、面取り幅が減少する。換言すると、低い剛性を有する(柔軟さを示す)プレートと接触している砥石車の位置の小さい変動によって生じる撓みによって、剛性(例えば高い剛性)のプレートに対する同じ位置の移動と比較した場合に、除去される材料の大きな増加が回避され得る。それに加えて、面取り装置の精度レベルは、ガラスシートが柔軟さを示さない場合に必要なほど高い必要は無い。これにより、例えばベアリングの精度が緩和され得るので、機器のコストが低減され得る。 On the other hand, in the above relationship, when a part of the plate extends beyond the fixing device (for example, beyond the working table 116), the rigidity of the extending part decreases and becomes finite, and the plate may bend. Also suggests. For low finite stiffness, this flexibility reduces chamfer width. In other words, due to the deflection caused by small fluctuations in the position of the grinding wheel in contact with a plate having low stiffness (indicating flexibility), when compared to the same position movement relative to a plate of stiffness (eg high stiffness), A large increase in material removed can be avoided. In addition, the level of precision of the chamfering device need not be as high as would be required if the glass sheet did not exhibit flexibility. This may reduce the cost of the device, for example because the accuracy of the bearing may be relaxed.
第2の砥石車130についても同様の状況が示され得ることが、当業者には理解されよう。即ち、第2の縁部44と接触して力F2を加える第2の砥石車28bを考える。しかし、F2は、F1とは反対の方向に加えられるので、ガラスシート30の延出部分の変位は、第1の砥石車120によって生じる撓みとは反対の方向に生じる。
Those skilled in the art will appreciate that a similar situation may be indicated for the
本開示の実施形態によれば、複数の砥石車を用いて、固定装置によって拘束されたガラスシートの端部の両縁部に面取りまたは面取りを生じ、ガラスシートは、固定装置を越えて延出する部分を含む。少なくとも2つの砥石車が配置され、ガラスシートの両側において、少なくとも2つの砥石車がそれぞれガラスシートの端部に係合するよう配置される。各砥石車は回転軸周りに回転し、ガラスシートの端部に沿って2つの面取り部が形成されるように、ガラスシートの端部に沿って相対移動する。 According to embodiments of the present disclosure, a plurality of grinding wheels are used to create chamfers or chamfers on both edges of the edges of the glass sheet constrained by the fixation device, the glass sheet extending beyond the fixation device. Including the part to do. At least two grinding wheels are arranged, and on both sides of the glass sheet, at least two grinding wheels are arranged so as to respectively engage the ends of the glass sheet. Each grinding wheel rotates about the axis of rotation and relatively moves along the edge of the glass sheet so that two chamfers are formed along the edge of the glass sheet.
例えば、面取り部41は、第1の砥石車120によって、ガラスシート30の第1の縁部43に沿って形成される。幾つかの実施形態では、端面33の平面に対する面取りの角度αは、約20度〜約75度の範囲内、または約30度〜約70度の範囲内、または約40度〜約65度の範囲内、または約45度〜約65度の範囲内、または約50度〜約65度の範囲内、または約60度である。同様に、第2の砥石車130は、第2の縁部44に第2の面取り部42を生じる。幾つかの実施形態では、面取りの角度βは、約20度〜約75度の範囲内、または約30〜約70度の範囲内、または約40度〜約65度の範囲内、または約45度〜約65度の範囲内、または約50度〜約65度の範囲内、または約60度である。
For example, the chamfered
砥石車120、130のそれぞれの効果を分離するために、図9に示されているように、砥石車120、130は所定の距離Deだけ離間される。この所定の距離の大きさは、一方の砥石車によってガラスシート30に加えられる力が、他方の砥石車の作用に影響を与えないように選択される。即ち、一方のカップホイールによって生じるガラスシートの平面からの撓みは、他方のカップホイールの影響の領域内にあるガラスシートの撓みを生じない。より簡単に言えば、一方の砥石車によって生じるガラスシートの平面からの撓みが、他方の砥石車によって生じる撓みと重ならない。幾つかの実施形態では、これらの砥石車の隣接する面は、少なくとも約2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、または10mmだけ離間されている。
To separate the respective effects of the grinding
再び図6Aおよび図6Bを参照すると、第1のモータ120および/または第2のモータ130は、モータ、スピンドル、および接続された砥石車を、互いにおよび加工台に対して近づけるため、または遠ざけるために、Z軸において移動可能であり得る。このZ軸における移動は、砥石車125、135の交換、および、制御可能な量の力をガラスシート30に加えることを可能にする。幾つかの実施形態では、第1のモータ120および/または第2のモータ130は、加工台から約30mm以上、40mm以上、50mm以上、60mm以上、70mm以上、または80mm以上の距離だけ、Z軸において移動可能である。図6Aは、第1のモータ120が、第2のモータ130の支持体110bとは別の支持体110aに取り付けられている実施形態を示す。モータ120、130は、砥石車125、135を通過するガラスシートの縁部が処理される処理位置にある。図6Bは、モータ120、130、スピンドル121、131、および砥石車125、135が、Z軸において処理位置から離れる方向に移動した状態の装置を示す。
Referring again to FIGS. 6A and 6B, the
第1のモータ120および第2のモータ130は、任意の適切な速度で動作するよう構成され得る。幾つかの実施形態では、モータは、約600rpm〜約3000rpmの範囲内、または約800rpm〜約2500rpmの範囲内、または約1000rpm〜約2400rpmの範囲内、または約1500rpm〜約2200rpmの範囲内の速度で動作するよう構成される。
図9を参照すると、第1のスピンドル121と第2のスピンドル131とは、第1の砥石車125が第2のスピンドル131に接触するのを、または第2の砥石車135が第1のスピンドル121に接触するのを防止するのに十分な距離Daだけ離間している。幾つかの実施形態では、第1のスピンドル121および第2のスピンドル131は、第1の砥石車125の半径r1または第2の砥石車135の半径r2のいずれか大きい方に安全のための余裕を加えた量以上だけ離間している。幾つかの実施形態では、安全のための余裕は約3mm以上、4mm以上、5mm以上、6mm以上、7mm以上、8mm以上、9mm以上、10mm以上、11mm以上、12mm以上、13mm以上、14mm以上、または15mm以上である。それに加えて、これらの砥石車の厚さの中心間の距離Dcは、これらの砥石車の隣接する面が接触するのを防止するのに十分なものである。
Referring to FIG. 9, the
個々の砥石車の寸法は様々であり得る。幾つかの実施形態では、砥石車は、約25mm〜約250mmの範囲内、または約50mm〜約200mmの範囲内、または約75mm〜約150mmの範囲内、または約100mm、または約150mm、または約200mmの半径を有する。 The size of individual grinding wheels can vary. In some embodiments, the grinding wheel is in the range of about 25 mm to about 250 mm, or in the range of about 50 mm to about 200 mm, or in the range of about 75 mm to about 150 mm, or about 100 mm, or about 150 mm, or about. It has a radius of 200 mm.
図9は、各スピンドル121、131が単一の砥石車125、135を有する実施形態を示す。スピンドル121、131はほぼ同じ長さを有するものとして示されているが、スピンドル121、131の長さは異なっていてもよく、スピンドル121、131上にある砥石車125、135の位置は、砥石車間の接触を防止するように制御され得ることが理解されよう。
FIG. 9 shows an embodiment in which each
幾つかの実施形態では、第1のスピンドル121および/または第2のスピンドル131は、更なる砥石車を更に含む。図10は、第1のスピンドル121が単一の砥石車125を有し、第2のスピンドル131が2つの砥石車135a、135bを有する実施形態を示す。砥石車135a、135bは、第2のスピンドル131の長さに沿って離間されており、第1のスピンドル121上の砥石車125が砥石車135a、135bの間に位置するようになっている。図11は、第1のスピンドル121が2つの砥石車125a、125bを有し、第2のスピンドル131が2つの砥石車135a、135bを有する別の実施形態を示す。砥石車125a、125bは、第1のスピンドル121の長さに沿って離間されており、砥石車135a、135bは、第2のスピンドル131の長さに沿って離間されており、これらのスピンドル上の砥石車は、砥石車125a、125bのうちの少なくとも一方が砥石車135a、135bの間に位置し、砥石車135a、135bのうちの少なくとも一方が砥石車125a、125bの間に位置するように、交互になっている。
In some embodiments, the
砥石車の幅は、ガラスシートとの十分な接触長さを設けるために、様々であり得る。図9の実施形態では、砥石車125の幅WW1および砥石車135の幅WW2は、それぞれ約25mm以上、28mm以上、30mm以上、35mm以上、40mm以上、45mm以上、または50mm以上である。図10の実施形態では、砥石車125の幅WW1は、約25mm以上、28mm以上、30mm以上、35mm以上、40mm以上、45mm以上、または50mm以上であり、砥石車135aの幅WW2aと砥石車135bの幅WW2bとを組み合わせた幅は、約25mm以上、28mm以上、30mm以上、35mm以上、40mm以上、45mm以上、または50mm以上である。より長い接触長さを有する砥石車は、より短い接触長さを有する別様では同一の砥石車よりも、用いる単位面積あたりの力がより小さい。
The width of the grinding wheel can be varied to provide sufficient contact length with the glass sheet. In the embodiment of FIG. 9, the width W W1 of the
図12は、本開示の1以上の実施形態による装置100の模式図を示す。砥石車125は、第1のスピンドル121および第1のモータ120に接続され、砥石車135は、第2のスピンドル131および第2のモータ130に接続される。第1のモータ120および第2のモータ130の各々は、それぞれ第1の力変換器147および第2の力変換器148を用いて、コントローラ145に結合される。力変換器とは、力を電気信号に変換する構成要素である。例えば、例示的な力変換器は、4〜20mAの電気出力範囲を有し、これは0〜100Nの力の範囲に等しく、負荷を変換器の範囲に合わせる。力変換器147、148は、所定の範囲内の力を測定可能な任意の適切な力変換器であり得る。幾つかの実施形態の力変換器は、空気ベアリングに動作可能に接続されて、制御された量の力をモータ120、130に供給することにより、砥石車125、135によってガラスシート30にかかる単位面積当たりの制御された量の力を生じる。使用に際しては、力変換器が、ガラスにかかる砥石車の力を測定し、フィードバック回路が、所望の力を加えるために空気ベアリング(または他の力伝達系)を調節し得る。換言すると、第1のモータ120および第2のモータ130が加工台116の表面に向かって押され、その結果、モータが加工台の表面より上にある場合には、モータは力変換器によって下方に押される。力変換器は、コントローラ145と連動して、異なるコア材料を有する砥石車を使用できるように、個々の砥石車の柔軟さを補償可能なフィードバック系を提供する。コントローラ145は、任意の適切なコントローラ、マイクロコントローラ、またはコンピュータであり得、例えば、回路、CPU、ディスプレイ装置、および/または入出力装置を含み得る。幾つかの実施形態では、力変換器は、ガラスに対する砥石車の圧力を、約10N、20N、30N、40Nまたは50N、または約5ニュートン〜約75ニュートンの範囲内、または約10ニュートン〜約50ニュートンの範囲に保つよう構成される。
FIG. 12 shows a schematic diagram of an
加工台116、または加工台に結合された適切な構成要素は、ガラスシート30を、任意の適切な速度で砥石車を横切って移動させるよう構成され得る。このように用いられる「砥石車を横切る」という用語は、構成要素の方向または物理的な向きを意味するものではない。むしろ、この用語は、ガラスシートの縁部が砥石車によって面取りされるようにするための、ガラスシートに対する砥石車の相対移動を指すために用いられる。加工台116は、ガラスシートを、約5m/分以上、10m/分以上、15m/分以上、20m/分以上、25m/分以上、または30m/分以上の速度で移動させるよう構成され得る。幾つかの実施形態では、加工台116は、ガラスシートを約5m/分〜約30m/分の範囲内の速度で移動させるよう構成される。
The
図13は、ガラスシート30または砥石車の過熱を防止するための冷却システム170を含む装置100の実施形態を示す。第1のモータ120、第1のスピンドル121、および砥石車125が示されているが、2つのモータ、スピンドル、または複数の砥石車があってもよいことが理解されよう。複数のモータ、スピンドル、および/もしくは砥石車を冷却するために、単一の冷却システム170を用いてもよく、または、各モータ、スピンドル、および/もしくは砥石車が、別々の冷却システムを有してもよい。冷却システム170は、第1のスピンドル121に隣接した複数の第1の周辺液体冷却ノズル171を含み得る。複数の第1の周辺液体冷却ノズル171は、冷却液を砥石車125の周縁部128および/またはガラスシートに向かわせるよう位置合わせまたは配置され得る。幾つかの実施形態では、装置100は、第2のスピンドルに隣接した、冷却液を第2砥石車の周縁部および/またはガラスシートの縁部に向かわせるよう配置された複数の第2の周辺液体冷却ノズルを含む。複数の第1の周辺液体冷却ノズルおよび複数の第2の周辺液体冷却ノズルが、単一の冷却システム170を共有してもよく、または、複数の周辺液体冷却ノズルの各々が、別々の独立した冷却システムを有してもよい。
FIG. 13 illustrates an embodiment of an
1以上の実施形態において、冷却ノズルは、ガラスシートの縁部および/または砥石車125の周縁部128から約10cm〜約200cmの範囲内、または約40cm〜約200cmの範囲内、または約80cm〜約200cmの範囲内、または約100cm〜約200cmの範囲内、または約150cm〜約200cmの範囲内の距離に配置される。冷却液は、液体冷却剤ライン172によって、遠隔液体冷却ノズル171へと流され得る。水道水を供給する蛇口、または、脱イオン水および/もしくは脱塩水を含むタンク(図示せず)に接続されたポンプ等の冷却剤源(図示せず)に接続され得る供給ライン(図示せず)によって、冷却システム170への供給が行われ得る。
In one or more embodiments, the cooling nozzle is within about 10 cm to about 200 cm, or within about 40 cm to about 200 cm, or about 80 cm from the edge of the glass sheet and/or the
1以上の実施形態において、冷却システム170は、ガラスシートの面取り中に作動されるよう構成される。複数の周辺液体冷却ノズルは、研削および/または研磨中に十分な冷却を提供するために、任意の適切な数のノズルを含み得る。図13に示されている実施形態は2つのノズル171を有するが、より多いまたはより少ないノズルが用いられてもよいことが当業者には理解されよう。例えば、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個、11個または12個の周辺液体冷却ノズルが設けられ得る。同様に、複数の第2の周辺液体冷却ノズルは、研削中に十分な冷却を提供するために、任意の適切な数のノズルを含み得る。
In one or more embodiments, the
遠隔液体冷却ノズル171は、面取り中に、ガラスシート30の縁部または砥石車125の周縁部128から、任意の適切な距離で離間され得る。遠隔液体冷却ノズル171は、動作中に、ガラスシートの縁部または砥石車125の周縁部128から、5cm、10cm、15cm、20cm、25cm、30cm、35cm、40cm、50、cm、60cm、70cm、80cm、90cm、100cm、125cm、150cm、200cm、または高々500cmだけ離間され得る。
The remote
冷却ノズル171の各々は、所望の冷却効果を得るために必要なサイズおよび形状を有し得る。例えば、冷却ノズル171の開口部の直径は、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.8mm、0.9mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、または高々10mmであり得る。従来のポリ塩化ビニル(PVC)または他のプラスチック管または金属管が、冷却剤ライン172および供給ラインの各々に用いられ得る。冷却液は、水、冷水または他の冷却液を含み得る。
Each of the cooling
上述のように、本明細書に記載されている装置および方法は、ガラス導光板の製造において用いられ得る。図14は、本開示の、縁部を研削および研磨することによってガラスシートの仕上げを行う方法および装置によって製造され得る導光板200の例示的な実施形態を示す。ガラスシートは、前面であり得る第1の表面210と、第1の表面とは反対側の背面であり得る第2の表面とを有するガラスシートを含む典型的な導光板の形状および構造を有する。第1の面および第2の面は、高さHおよび幅Wを有する。1以上の実施形態において、第1の面および/または第2の面は、3D光学プロファイル測定器または表面トポグラフィー装置で測定された0.6μm未満、0.4μm未満、または0.2μm未満の平均粗さ(Ra)を有する。
As mentioned above, the devices and methods described herein can be used in the manufacture of glass light guide plates. FIG. 14 illustrates an exemplary embodiment of a
ガラスシート200は、前面と後面との間に厚さTを有し、この厚さは4つの縁部を構成する。典型的には、ガラスシートの厚さは、前面および背面の高さおよび幅よりも小さい。様々な実施形態において、導光板の厚さは、前面および/または背面の高さの1.5%未満である。1以上の実施形態において、厚さTは、約2mm、約1.9mm、約1.8mm、約1.7mm、約1.6mm、約1.5mm、約1.4mm、約1.3mm、約1.2mm、約1.1mm、約1mm、約0.9mm、約0.8mm、約0.7mm、約0.6mm、約0.5mm、約0.4mmまたは約0.3mmであり得る。幾つかの実施形態では、導光板の厚さTは、約0.1mm〜約2.5mmの範囲内、または約0.2mm〜約2mmの範囲内、または約0.3mm〜約1.5mmの範囲であり得る。幾つかの実施形態の導光板の高さ、幅、および厚さは、LCDバックライト用途においてLGPとして用いられるための構成および寸法を有する。
The
図示されている実施形態では、第1の縁部230は、例えば、1以上の発光ダイオード(LED)によって供給される光を受光する光注入縁部である。幾つかの実施形態では、光注入縁部は、透過において半値全幅(FWHM)で12.8度未満の角度以内で光を散乱させる。本明細書に記載されている装置および方法に従って第1の縁部230を研削および研磨することにより、この光注入縁部を得ることができる。
In the illustrated embodiment, the
ガラスシートは、第1の縁部230(光注入縁部)に隣接した第2の縁部240と、第2の縁部240とは反対側の、光注入縁部230に隣接した第3の縁部260とを更に含み、第2の縁部240および第3の縁部260は、反射において半値全幅(FWHM)で12.8度未満の角度以内で光を散乱させる。第2の縁部240および/または第3の縁部260は、反射において6.4度未満の拡散角度を有し得る。ガラスシートは、第1の縁部230とは反対側の第4の縁部250を含む。
The glass sheet has a
1以上の実施形態によれば、LGPの4つの縁部のうち3つは、少なくとも2つの理由、即ち、2つの縁部におけるLED結合および全反射(TIR)のために、鏡面研磨面を有する。1以上の実施形態によれば、図15に示されているように、第1の縁部230に注入された光は、注入縁部に隣接した第2の縁部240、および、第2の縁部240とは反対側の、注入縁部に隣接した第3の縁部260に入射し得る。また、第2の縁部および第3の縁部は、入射光が第1の縁部に隣接したそれら2つの縁部から全反射されるように、フッ化水素酸を用いたエッチングおよび/またはスラリー研磨を縁部に施されず、それらの縁部において、光学プロファイル測定器で測定された0.5マイクロメートル未満、0.4マイクロメートル未満、0.3マイクロメートル未満、または0.2マイクロメートル未満の低い平均粗さRaを有し得る。
According to one or more embodiments, three of the four edges of the LGP have a mirror-polished surface for at least two reasons: LED coupling and total internal reflection (TIR) at the two edges. .. According to one or more embodiments, as shown in FIG. 15, the light injected into the
光は、第1の縁部230に沿って配置されたLED300のアレイから、第1の縁部230に注入され得る。LEDは、第1の縁部230から0.5mm未満の距離に配置され得る。1以上の実施形態によれば、これらのLEDは、導光板200への効率的な光結合を提供するために、ガラスシートの厚さ以下の厚さまたは高さを有し得る。また、1以上の実施形態によれば、2つの縁部240、260は、反射において6.4度未満の拡散角度を有し得る。
Light may be injected into the
本明細書に記載されている材料、方法、および物品に対して、様々な変形および変更が行われ得る。本明細書に記載されている材料、方法、および物品の他の態様は、本明細書を考慮すること、および、本明細書に開示されている材料、方法、および物品を実施することにより、自明であろう。本明細書および例は、例示的なものと見なされることが意図される。本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく、様々な変形および変更が行われ得ることが、当業者には自明であろう。 Various modifications and changes can be made to the materials, methods, and articles described herein. Other aspects of the materials, methods, and articles described herein are provided by consideration of the specification and by practicing the materials, methods, and articles disclosed herein. It will be obvious. This specification and examples are intended to be considered exemplary. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes can be made without departing from the spirit or scope of the present disclosure.
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。 The preferred embodiments of the present invention will be described below item by item.
実施形態1
ガラスシートの縁部の仕上げを行う装置において、
前記縁部が研削および研磨を受けている間に前記ガラスシートを支持する加工台であって、X軸が、前記加工台上のガラスシートの平面上における横方向の移動の方向であり、Y軸が、前記X軸に対して垂直な、前記平面上における縦方向の移動の方向であり、Z軸が、前記平面に対して直交方向の移動の方向である、加工台と、
前記平面の第1の側に配置された第1のモータであって、前記X軸に実質的に沿って位置合わせされた第1のスピンドル回転軸を有する第1のスピンドルを有する、第1のモータと、
前記平面の第2の側に配置された第2のモータであって、前記X軸に実質的に沿って位置合わせされた第2のスピンドル回転軸を有する第2のスピンドルを有する、第2のモータと、
前記第1のスピンドルに取り付けられた第1の砥石車であって、該第1の砥石車の周縁部を用いて前記ガラスシートの第1の縁部を面取りするための周縁部を有する略円盤形状の第1の砥石車と、
前記第2のスピンドルに取り付けられた第2の砥石車であって、該第2の砥石車の周縁部を用いて前記ガラスシートの第2の縁部を面取りするための周縁部を有する略円盤形状の第2の砥石車と
を含むことを特徴とする装置。
Embodiment 1
In the device that finishes the edge of the glass sheet,
A working table for supporting the glass sheet while the edges are undergoing grinding and polishing, the X-axis being the direction of lateral movement of the glass sheet on the working table in the plane; A processing table, the axis of which is a direction of vertical movement on the plane perpendicular to the X axis, and the Z axis of which is a direction of movement orthogonal to the plane;
A first motor disposed on a first side of the plane, the first motor having a first spindle with a first spindle rotation axis aligned substantially along the X axis; A motor,
A second motor disposed on a second side of the plane, the second motor having a second spindle with a second spindle rotation axis aligned substantially along the X axis; A motor,
A first grinding wheel mounted on the first spindle, the disk having a peripheral portion for chamfering the first edge portion of the glass sheet by using the peripheral portion of the first grinding wheel. A first grinding wheel of a shape,
A second grinding wheel attached to the second spindle, the disk having a peripheral edge portion for chamfering the second edge portion of the glass sheet using the peripheral edge portion of the second grinding wheel. A second grinding wheel in the form of a device.
実施形態2
前記第1のスピンドルまたは前記第2のスピンドルのうちの1以上が、更なる砥石車を更に含む、実施形態1記載の装置。
The apparatus of embodiment 1, wherein one or more of the first spindle or the second spindle further comprises an additional grinding wheel.
実施形態3
前記第1のスピンドルおよび前記第2のスピンドルが、前記ガラスシートの厚さの約5%以下の面取りを生じるよう構成された、実施形態1〜2のいずれか1つに記載の装置。
Embodiment 3
The apparatus of any one of embodiments 1-2, wherein the first spindle and the second spindle are configured to produce a chamfer of about 5% or less of the thickness of the glass sheet.
実施形態4
前記第1の砥石車および前記第2の砥石車の各々が、それぞれ独立して約200μm〜約3μmの範囲内の平均粒径を有する、実施形態1〜3のいずれか1つに記載の装置。
Embodiment 4
The apparatus of any one of embodiments 1-3, wherein each of the first grinding wheel and the second grinding wheel each independently has an average particle size in the range of about 200 μm to about 3 μm. ..
実施形態5
前記第1の砥石車および前記第2の砥石車が、柔軟なウレタンベースの砥石車である、実施形態1〜4のいずれか1つに記載の装置。
Embodiment 5
The apparatus of any one of embodiments 1-4, wherein the first grinding wheel and the second grinding wheel are flexible urethane-based grinding wheels.
実施形態6
前記第1のスピンドルおよび前記第2のスピンドルが、前記第1の砥石車または前記第2の砥石車の半径に10mmを加えた距離以上の距離だけ離間された、実施形態1〜5のいずれか1つに記載の装置。
Embodiment 6
Any of Embodiments 1 to 5, wherein the first spindle and the second spindle are separated by a distance equal to or greater than a distance obtained by adding 10 mm to the radius of the first grinding wheel or the second grinding wheel. The device according to one.
実施形態7
前記第1のモータおよび前記第2のモータの各々が、前記Z軸において、前記加工台から離れる方向に60mm以上の距離だけ可動である、実施形態1〜6のいずれか1つに記載の装置。
Embodiment 7
The apparatus according to any one of Embodiments 1 to 6, wherein each of the first motor and the second motor is movable in the Z-axis in a direction away from the processing table by a distance of 60 mm or more. ..
実施形態8
前記加工台が、前記第1の砥石車および前記第2の砥石車に隣接した前記X軸および前記Y軸によって構成される平面内において、前記ガラスシートを移動させるよう構成された、実施形態1〜7のいずれか1つに記載の装置。
Embodiment 8
Embodiment 1 wherein the processing table is configured to move the glass sheet within a plane formed by the X axis and the Y axis adjacent to the first grinding wheel and the second grinding wheel. The apparatus according to any one of to 7.
実施形態9
前記加工台が、前記ガラスシートを約5m/分〜約30m/分の範囲内の速度で移動させるよう構成された、実施形態8記載の装置。
Embodiment 9
The apparatus of embodiment 8, wherein the worktable is configured to move the glass sheet at a speed within a range of about 5 m/min to about 30 m/min.
実施形態10
前記第1の砥石車および前記第2の砥石車の各々が、約25mm以上の接触を設けるのに十分な厚さを有する、実施形態1〜7のいずれか1つに記載の装置。
Embodiment 10
The apparatus of any one of embodiments 1-7, wherein each of the first grinding wheel and the second grinding wheel has a thickness sufficient to provide a contact of about 25 mm or greater.
実施形態11
前記第1のモータおよび前記第2のモータが、前記加工台に向かって押される、実施形態1〜7のいずれか1つに記載の装置。
Embodiment 11
The device according to any one of Embodiments 1 to 7, wherein the first motor and the second motor are pushed toward the processing table.
実施形態12
前記第1のモータおよび前記第2のモータに結合された空気ベアリングまたは力変換器のうちの1以上を更に含む、実施形態11記載の装置。
Embodiment 12
The apparatus of embodiment 11 further comprising one or more of air bearings or force transducers coupled to the first motor and the second motor.
実施形態13
前記第1のモータおよび前記第2のモータが、約600rpm〜約3000rpmの範囲内の速度で動作するよう構成された、実施形態1〜7のいずれか1つに記載の装置。
Embodiment 13
The apparatus of any one of embodiments 1-7, wherein the first motor and the second motor are configured to operate at speeds in the range of about 600 rpm to about 3000 rpm.
実施形態14
前記第1のスピンドルに隣接した複数の第1の周辺液体冷却ノズルであって、前記第1の砥石車の前記周縁部に冷却液を向かわせるよう配置された第1の周辺液体冷却ノズルと、前記第2のスピンドルに隣接した複数の第2の周辺液体冷却ノズルであって、前記第2の砥石車の前記周縁部に冷却液を向かわせるよう配置された第2の周辺液体冷却ノズルとを更に含む、実施形態1〜7のいずれか1つに記載の装置。
Embodiment 14
A plurality of first peripheral liquid cooling nozzles adjacent to the first spindle, the first peripheral liquid cooling nozzles arranged to direct a cooling liquid to the peripheral portion of the first grinding wheel; A plurality of second peripheral liquid cooling nozzles adjacent to the second spindle, the second peripheral liquid cooling nozzles being arranged to direct the cooling liquid to the peripheral portion of the second grinding wheel; The device of any one of embodiments 1-7, further comprising:
実施形態15
前記第1の砥石車および前記第2の砥石車から遠隔に配置された複数の遠隔液体冷却ノズルであって、前記ガラスシートの縁部に冷却液を向かわせるよう配置された遠隔液体冷却ノズルを更に含む、実施形態1〜7のいずれか1つに記載の装置。
Embodiment 15
A plurality of remote liquid cooling nozzles located remotely from the first grinding wheel and the second grinding wheel, wherein the remote liquid cooling nozzles are arranged to direct a cooling liquid to the edge of the glass sheet. The device of any one of embodiments 1-7, further comprising:
実施形態16
ガラスシートの縁部の仕上げを行う方法において、
ガラスシートの一部分が加工台から或る距離だけ延出している状態で、前記加工台上に前記ガラスシートを支持する工程であって、前記ガラスシートが、第1の表面、該第1の表面の反対側の第2の表面、および端面を含み、前記第1の表面と前記端面とが第1の縁部に沿って交わり、前記第2の表面と前記端面とが第2の縁部に沿って交わり、X軸が、前記表面上のガラスシートの平面上における横方向の移動の方向であり、Y軸が、前記X軸に対して垂直な、前記平面上における縦方向の移動の方向であり、Z軸が、前記平面に対して直交方向の移動の方向である、工程と、
前記第1の縁部を、第1のモータの第1のスピンドル軸上に配置された少なくとも1つの略円盤形状の第1の砥石車の周縁部と接触させる工程と、
前記第2の縁部を、第2のモータの第2のスピンドル軸上に配置された少なくとも1つの略円盤形状の第2の砥石車の周縁部と接触させる工程と、
前記第1の縁部および前記第2の縁部を面取りするために、前記第1の砥石車および前記第2の砥石車と前記第1の縁部および前記第2の縁部とのそれぞれの接触中に、前記第1の砥石車および前記第2の砥石車と前記ガラスシートとの間の相対移動を行う工程と
を含むことを特徴とする方法。
Embodiment 16
In the method of finishing the edge of the glass sheet,
A step of supporting the glass sheet on the processing table in a state where a part of the glass sheet extends from the processing table by a certain distance, wherein the glass sheet has a first surface, the first surface. A second surface on the opposite side of the end surface, and the end surface, the first surface and the end surface intersect along the first edge portion, the second surface and the end surface to the second edge portion. Intersecting, the X-axis being the direction of lateral movement in the plane of the glass sheet on the surface and the Y-axis being the direction of longitudinal movement in the plane perpendicular to the X-axis. And the Z axis is the direction of movement orthogonal to the plane, and
Contacting the first edge with a peripheral edge of at least one generally disk-shaped first grinding wheel arranged on the first spindle axis of the first motor;
Contacting the second edge with a peripheral edge of at least one substantially disc-shaped second grinding wheel arranged on the second spindle axis of the second motor;
In order to chamfer the first edge and the second edge, each of the first grinding wheel and the second grinding wheel and the first edge and the second edge, respectively. Performing a relative movement between the first and second grinding wheels and the second grinding wheel and the glass sheet during contact.
実施形態17
前記面取りが、前記ガラスシートの厚さの約5%以下である、実施形態16記載の方法。
Embodiment 17
17. The method of embodiment 16, wherein the chamfer is no more than about 5% of the thickness of the glass sheet.
実施形態18
前記加工台が、前記ガラスシートを約5m/分〜約30m/分の範囲内の速度で移動させるよう構成された、実施形態16〜17のいずれか1つに記載の方法。
Embodiment 18.
18. The method of any one of embodiments 16-17, wherein the worktable is configured to move the glass sheet at a velocity in the range of about 5 m/min to about 30 m/min.
実施形態19
前記第1の砥石車および前記第2の砥石車の各々が、約25mm以上の接触を設けるのに十分な厚さを有する、実施形態16〜18のいずれか1つに記載の方法。
Embodiment 19.
19. The method of any one of embodiments 16-18, wherein each of the first grinding wheel and the second grinding wheel has a thickness sufficient to provide a contact of about 25 mm or greater.
実施形態20
前記第1のモータおよび前記第2のモータを前記加工台に向かって押すための力を供給する工程を更に含む、実施形態16〜19のいずれか1つに記載の方法。
Embodiment 20
20. The method of any one of embodiments 16-19, further comprising providing a force to push the first motor and the second motor toward the worktable.
26 延出部分
30 ガラスシート
31 第1の表面
32 第2の表面
33 端面
41 第1の面取り部
42 第2の面取り部
43 第1の縁部
44 第2の縁部
100 装置
116 加工台
120 第1のモータ
121 第1のスピンドル
122 回転軸
125、125a、125b 第1の砥石車
128 周縁部
130 第2のモータ
131 第2のスピンドル
132 回転軸
135、135a、135b 第2の砥石車
147 第1の力変換器
148 第2の力変換器
170 冷却システム
171 第1の周辺液体冷却ノズル、遠隔液体冷却ノズル
200 導光板
230 第1の縁部(光注入縁部)
240 第2の縁部
250 第4の縁部
260 第3の縁部
26
240
Claims (15)
前記縁部が研削および研磨を受けている間に前記ガラスシートを支持する加工台であって、X軸が、前記加工台上のガラスシートの平面上における横方向の移動の方向であり、Y軸が、前記X軸に対して垂直な、前記平面上における縦方向の移動の方向であり、Z軸が、前記平面に対して直交方向の移動の方向である、加工台と、
前記平面の第1の側に配置された第1のモータであって、前記X軸に実質的に沿って位置合わせされた第1のスピンドル回転軸を有する第1のスピンドルを有する、第1のモータと、
前記平面の第2の側に配置された第2のモータであって、前記X軸に実質的に沿って位置合わせされた第2のスピンドル回転軸を有する第2のスピンドルを有する、第2のモータと、
前記第1のスピンドルに取り付けられた第1の砥石車であって、該第1の砥石車の周縁部を用いて前記ガラスシートの第1の縁部を面取りするための周縁部を有する略円盤形状の第1の砥石車と、
前記第2のスピンドルに取り付けられた第2の砥石車であって、該第2の砥石車の周縁部を用いて前記ガラスシートの第2の縁部を面取りするための周縁部を有する略円盤形状の第2の砥石車と
を含むことを特徴とする装置。 In the device that finishes the edge of the glass sheet,
A working table for supporting the glass sheet while the edges are undergoing grinding and polishing, the X-axis being the direction of lateral movement of the glass sheet on the working table in the plane; A processing table, the axis of which is a direction of vertical movement on the plane perpendicular to the X axis, and the Z axis of which is a direction of movement orthogonal to the plane;
A first motor disposed on a first side of the plane, the first motor having a first spindle with a first spindle rotation axis aligned substantially along the X axis; A motor,
A second motor disposed on a second side of the plane, the second motor having a second spindle with a second spindle rotation axis aligned substantially along the X axis; A motor,
A first grinding wheel mounted on the first spindle, the disk having a peripheral portion for chamfering the first edge portion of the glass sheet by using the peripheral portion of the first grinding wheel. A first grinding wheel of a shape,
A second grinding wheel attached to the second spindle, the disk having a peripheral edge portion for chamfering the second edge portion of the glass sheet using the peripheral edge portion of the second grinding wheel. A second grinding wheel in the form of a device.
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