CN102947238B - 玻璃基板及玻璃基板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明课题在于削减玻璃基板的主平面的由端面磨削产生的碎玻璃附着量。玻璃基板（10）的端面（12）被磨削成椭圆形状。椭圆由长边a与短边b之比来规定，通过上部曲面（12a）的曲率半径R1、下部曲面（12b）的曲率半径R2、中间部曲面（12c）的曲率半径R3而形成为连续的椭圆形状的曲面。各曲率半径R1~R3具有R1≤R2、R2≤R3，或上述R1=R2、R3>R2、R3>R1的关系。从端面（12）的中心O到切线S1、S2离开基板（10）的主平面的边界P为止的距离c比以往那样将端面（12）形成为倒角形状或半圆形的情况小。由此，在端面磨削工序时产生的碎玻璃的飞散方向向端面（12）侧移动，能够削减玻璃基板（10）的主平面（14）上的碎玻璃附着量。

Description

玻璃基板及玻璃基板的制造方法

技术领域

本发明涉及玻璃基板及玻璃基板的制造方法，尤其是涉及利用砂轮对端面进行磨削的玻璃基板及玻璃基板的制造方法。

背景技术

例如，在液晶显示器、等离子显示器、有机电致发光等的薄型显示器装置中，大型画面的开发不断发展。在薄型显示器装置中使用的玻璃基板对1张母板加工多个，在各加工工序结束时，切断成各画面的尺寸。该母板一边的长度例如具有2.2m~3m。

另外，玻璃基板的端面当存在边缘或微小的凹凸时容易产生裂纹，因此例如将端面磨削加工成倒角形状或半圆形状而使端面的表面平滑（例如，参照专利文献1）。而且，在玻璃基板的端面磨削工序中，向砂轮与玻璃基板的端面的接触部分供给冷却液（冷却剂）而抑制玻璃基板的发热。而且，在端面磨削加工中，来自被磨削的部分的碎玻璃成为微细的粒子而飞散，因此通过磨削后的清洗工序将附着在玻璃基板上的碎玻璃除去。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2009-203141号公报

发明内容

在以往的玻璃基板中，未考虑碎玻璃的产生量（飞散量）等而将端面的磨削形状（磨削后的截面形状）磨削成倒角形状或半圆形状，但在根据砂轮接触的端面的接触面积及形状而碎玻璃的产生量（飞散量）增大，或磨削时由冷却液供给带来的冷却不充分时，因发热而玻璃基板可能产生腐蚀变色。

尤其是当碎玻璃附着在玻璃基板的主平面上时，有时通过清洗工序无法充分地除去碎玻璃。因此，在玻璃基板的端面磨削工序中，抑制碎玻璃的飞散量为重要的课题。

因此，本发明鉴于上述情况，其目的在于提供一种解决上述课题的玻璃基板及玻璃基板的制造方法。

为了解决上述课题，本发明具有以下的手段。

（1）本发明涉及一种玻璃基板，利用砂轮来磨削端面，其特征在于，

由所述砂轮磨削后的端面具有：

在所述端面的上部形成的上部曲面；

在所述端面的下部形成的下部曲面；

在所述上部曲面与所述下部曲面的中间形成的中间部曲面，

所述上部曲面、所述下部曲面、所述中间部曲面分别具有任意的曲率半径，

至少所述上部曲面及所述中间部曲面的曲率半径不同。

（2）本发明的所述上部曲面、所述下部曲面、所述中间部曲面的特征在于，通过改变相邻的曲面的曲率半径而形成连续的曲面。

（3）本发明的所述上部曲面、所述下部曲面、所述中间部曲面的特征在于，形成与大致椭圆形状的轮廓形状近似的连续的曲面。

（4）本发明的所述上部曲面、所述下部曲面、所述中间部曲面的特征在于，分别具有比该玻璃基板的厚度小的曲率半径。

（5）本发明的特征在于，在所述上部曲面与所述中间部曲面的边界形成有第一凹部，在所述下部曲面与所述中间部曲面的边界形成有第二凹部。

（6）本发明的所述第一、第二凹部的特征在于，分别以在板厚方向上具有规定的间隔的方式沿着与玻璃基板的主平面平行的方向延伸形成。

（7）本发明的所述玻璃基板的特征在于，是一边为2.2m以上的四边形。

（8）本发明的所述玻璃基板的端面的特征在于，平均粗糙度Ra为0.3μm以下。

（9）本发明的所述玻璃基板的厚度的特征在于，为0.05mm~2.8mm。

（10）本发明涉及一种玻璃基板的制造方法，利用砂轮来磨削端面，其特征在于，

在所述砂轮的外周形成与在所述端面的上部形成的上部曲面、在所述端面的下部形成的下部曲面、在所述上部曲面与所述下部曲面的中间形成的中间部曲面对应的曲面，

使所述砂轮旋转并同时使所述砂轮沿着所述玻璃基板的端面相对移动，而以所述上部曲面、所述下部曲面、所述中间部曲面分别具有任意的曲率半径的方式对所述玻璃基板的端面进行加工。

（11）本发明的特征在于，以所述上部曲面、所述下部曲面、所述中间部曲面通过改变相邻的曲面的曲率半径而形成连续的曲面的方式进行加工。

发明效果

根据本发明，通过将由砂轮磨削的端面形状的上部曲面、下部曲面、中间部曲面的曲率半径选择成任意的尺寸，能够削减玻璃基板的端面与砂轮接触的接触面积而抑制磨削时的碎玻璃产生量及发热量。

附图说明

图1A是表示本发明的玻璃基板的一实施例的纵向剖视图。

图1B是表示端面磨削工序中的砂轮与玻璃基板的端面的相对位置关系的纵向剖视图。

图2是示意性地表示在端面磨削工序中使用的磨削装置的俯视图。

图3是用于说明以往的玻璃基板的磨削方法1的纵向剖视图。

图4是用于说明以往的玻璃基板的磨削方法2的纵向剖视图。

图5是用于说明本发明的玻璃基板的变形例1的纵向剖视图。

图6是用于说明本发明的玻璃基板的变形例2的纵向剖视图。

图7是用于说明本发明的玻璃基板的变形例3的纵向剖视图。

图8是表示变形例3的砂轮与玻璃基板的端面的相对位置关系的纵向剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图，说明用于实施本发明的方式。

实施例1

图1A是表示本发明的玻璃基板的一实施例的纵向剖视图。如图1A所示，玻璃基板10是在例如液晶显示器、等离子显示器、有机电致发光等的薄型显示器装置中使用的方形形状的大型玻璃面板。玻璃基板10的厚度t（图1A中的玻璃基板10的上下方向尺寸）优选为0.05mm~2.8mm。而且，玻璃基板10的主平面优选为一边是2.2m以上的四边形。

玻璃基板10的端面12被磨削成近似于大致椭圆形状的曲面。端面12具有：在端面12的上部形成的上部曲面12a；在端面12的下部形成的下部曲面12b；在上部曲面12a与下部曲面12b的中间形成的中间部曲面12c。

本实施例中的各曲面12a~12c通过上部曲面12a的曲率半径R1、下部曲面12b的曲率半径R2、中间部曲面12c的曲率半径R3而形成为连续的近似于大致椭圆形状的曲面。需要说明的是，椭圆以距长边轴上的2点的距离的合计成为恒定的方式使各曲率半径变化，但这里为了便于说明，可作为通过改变上述曲率半径R1~R3而连续的曲线描绘。

另外，在本实施例中，设假想椭圆形状的长边a=0.7mm，短边b=0.6mm。长边a与玻璃基板10的厚度t相同。各曲率半径R1~R3比该玻璃基板10的厚度t小，具有R1≤R2、R2≤R3，或上述R1=R2、R3>R2、R3>R1的关系。

图1A的斜线所示的部分是通过磨削而被削除的磨削区域20。即，上述各曲面12a~12c的左侧是被磨削的磨削区域20，上述各曲面12a~12c的右侧是磨削后的玻璃基板10。

另外，作为对玻璃基板10的端面12进行磨削时的条件，设磨削量x=0.15mm，厚度t=0.7mm，从端面12到磨削缘部的X方向的距离c=0.23mm。而且，在玻璃基板10的端面12的端面磨削工序中，平均粗糙度Ra优选为0.3μm以下。

另外，相对于玻璃基板10的端面12的上部曲面12a的切线S1与相对于下部曲面12b的切线S2的角度α设定为60°。需要说明的是，角度α为砂轮30的开口角，可以设定为任意的角度。

另外，在玻璃基板10的端面12上，上述厚度t比短边b大，因此从X方向的中心线上的从端面12的中心O到上述切线S1、S2离开基板10的主平面14的边界P为止的距离c成为0.23mm，比以往那样使端面12形成为倒角形状或半圆形的情况小。由此，在端面磨削工序时产生的碎玻璃的飞散方向向端面12侧移动，能够削减玻璃基板10的主平面14上的碎玻璃附着量。

另外，在将端面12磨削成椭圆形状时，与以往的磨削成倒角形状或半圆形状相比，与砂轮接触的接触面积减少，因此能抑制磨削时的发热。此外，在将端面12磨削成椭圆形状时，上述距离c减小，相应地，碎玻璃飞散方向从主平面14向端面侧（从主平面14分离的方向）移动，而向主平面14的碎玻璃附着量减少。

因此，在本实施例中，能够抑制端面磨削工序时的向主平面14侧的碎玻璃飞散量，并且也能够抑制端面12的发热。

图1B是表示端面磨削工序中的砂轮与玻璃基板的端面的相对位置关系的纵向剖视图。如图1B所示，使砂轮30旋转而磨削玻璃基板10的端面12。砂轮30具有金刚石磨粒，由旋转轴40支承为能够旋转。而且，砂轮30如滑轮那样具有由与玻璃基板10的端面12相接的凹曲面构成的加工槽，包括：与玻璃基板10的端面12的曲面形状对应的凹曲面32；在凹曲面32的上方配置的上凸缘部34；在凹曲面32的下方配置的下凸缘部36。

凹曲面32形成为与玻璃基板10的端面12的磨削形状对应的椭圆形状的凹曲面。即，凹曲面32通过与上部曲面12a对应的曲率半径R1、与下部曲面12b对应的曲率半径R2、与中间部曲面12c对应的曲率半径R3而形成为连续的椭圆形状。

需要说明的是，上述金刚石磨粒的砂轮30通过放电加工而将凹曲面32的形状加工成任意的形状。因此，使砂轮30旋转并同时使凹曲面32与玻璃基板10的端面12接触，由此能够将玻璃基板10的端面12的形状磨削成任意的形状。

图2是示意性地表示在端面磨削工序中使用的磨削装置的俯视图。如图2所示，在端面磨削工序中，玻璃基板10以载置在磨削装置的吸附台50的上表面的状态被吸附保持。玻璃基板10和砂轮30以一对砂轮30与玻璃基板10的左右两侧的端面12接触的方式进行位置对合。

另外，各砂轮30的高度位置（Y方向位置）对应于玻璃基板10的端面12的高度位置（Y方向位置）进行调整。即，如图1A所示，砂轮30的凹曲面32的中心的高度位置与玻璃基板10的端面12的中心O的高度位置设定为一致。

一对砂轮30分别被驱动旋转并同时向X1方向、X2方向进给，来磨削玻璃基板10的左右两侧的端面12。而且，在端面磨削时，向砂轮30的凹曲面32与玻璃基板10的端面12的接触部分供给冷却液（冷却剂）来缓和磨削产生的发热。并且，当该磨削工序结束时，使玻璃基板10转动90度而进行其他的两边的端面12的磨削。

需要说明的是，在使玻璃基板10转动时，可以在利用空气吸引来吸附该玻璃基板10的状态下使该玻璃基板10与吸附台50一起转动，或者也可以利用空气喷出使玻璃基板10浮起而仅使玻璃基板10转动90度，进行位置对合而吸附。

如此，在端面磨削工序中，利用砂轮30将玻璃基板10的四方向的各端面12磨削成任意的形状。而且，在端面磨削工序中产生的碎玻璃向砂轮30的旋转方向飞散，因此向从各端面12分离的方向飞散，从而削减主平面14的附着量。

〔以往的磨削方法〕

这里，说明以往的磨削方法。

图3是用于说明以往的玻璃基板的磨削方法1的纵向剖视图。如图3所示，在以往的玻璃基板的磨削方法1中，将玻璃基板10的端面12磨削成倒角形状。该磨削方法1的磨削条件与上述实施例的情况相同，设磨削量x=0.15mm，厚度t=0.7mm，倒角角度α=52°。而且，端面12的外侧面与倒角的角形成为曲率半径R4、R5的曲面。

然而，由于将端面12形成为倒角形状，因此从端面12到磨削缘部的X方向的距离成为c=0.29mm，比上述实施例的情况大。由此，在砂轮30进行的端面磨削工序中，向主平面14侧的碎玻璃飞散量增大，冷却液带来的冷却不充分时，端面12因发热而可能会产生腐蚀变色。

图4是用于说明以往的玻璃基板的磨削方法2的纵向剖视图。如图4所示，在以往的玻璃基板的磨削方法2中，将玻璃基板10的端面12磨削成半圆形状。该磨削方法2的磨削条件与上述实施例的情况相同，设磨削量x=0.15mm，厚度t=0.7mm，角度α=60°。而且，端面12的曲率半径R6为玻璃基板10的厚度（t=0.7mm）的一半。

然而，由于端面12为半圆形状，因此从端面12到磨削缘部的X方向的距离成为c=0.25mm，比上述实施例的情况大。由此，在砂轮30进行的端面磨削工序中，向主平面14侧的碎玻璃飞散量增大，在冷却液带来的冷却不充分时，端面12因发热而可能会产生腐蚀变色。

这里，对变形例进行说明。

〔变形例1〕

图5是用于说明本发明的玻璃基板的变形例1的纵向剖视图。如图5所示，在变形例1中，砂轮30的相对于形成为椭圆形状的端面12的切线S1、S2的角度α设定为α=52°。需要说明的是，变形例2中的其他的条件与上述的条件相同。

变形例1的情况也与上述实施例的情况同样地，在将端面12磨削成椭圆形状时，与以往的倒角形状或半圆形状的情况相比，与砂轮接触的接触面积减少，因此能抑制磨削时的发热。此外，在将端面12磨削成椭圆形状时，上述距离c减小，相应地，碎玻璃飞散方向从主平面14向端面侧移动而向主平面14的碎玻璃附着量减少。

因此，在本变形例1中，能够抑制端面磨削工序时的向主平面14侧的碎玻璃飞散量，并且也能够抑制端面12的发热。

〔变形例2〕

图6是用于说明本发明的玻璃基板的变形例2的纵向剖视图。如图6所示，在变形例2中，砂轮30的相对于形成为椭圆形状的端面12的切线S1、S2的角度α设定为α=72°。而且，在变形例2中，磨削量x=0.15mm，厚度t=0.7mm，这与前述的条件相同。另一方面，距离c及长边a与短边b之比虽然与上述实施例的情况不同，但优选为0.5≤b/a≤2.0。

在变形例2中，短边b设定得比上述实施例及变形例1的情况小。因此，在将端面12磨削成椭圆形状时，与以往的倒角形状或半圆形状的情况相比，与砂轮接触的接触面积减少，因此能抑制磨削时的发热。而且，上述距离c比上述实施例及变形例1的情况减小，相应地，碎玻璃飞散方向从主平面14向端面侧移动而向主平面14的碎玻璃附着量减少。

〔变形例3〕

图7是用于说明本发明的玻璃基板的变形例3的纵向剖视图。图8是表示变形例3的砂轮与玻璃基板的端面的相对位置关系的纵向剖视图。

如图7所示，变形例3的玻璃基板10在端面12具有曲面12a~12c，所述曲面12a~12c具有3个不同的曲率半径，在各曲面12a~12c的边界形成有第一凹部12d、第二凹部12e。各曲面12a~12c的曲率半径R1~R3分别设定为比玻璃基板10的厚度t小的值，且具有R1≤R2、R2≤R3，或R1<R2<R3的关系。

第一凹部12d设置在上部曲面12a与中间部曲面12c的边界，第二凹部12e设置在中间部曲面12c与下部曲面12b的边界。

如图8所示，砂轮30的相对于变形例3的端面12的切线S1、S2的角度α设定为α=90°。而且，从端面12到磨削缘部的X方向的距离成为c=0.137mm，比上述实施例的情况小。需要说明的是，磨削量x=0.15mm，厚度t=0.7mm，这与前述的条件相同。

因此，上述距离c减小，相应地，碎玻璃飞散方向从主平面14向端面侧移动而向主平面14的碎玻璃附着量减少。

由此，在本变形例3中，与实施例及变形例1、2相比，能够抑制端面磨削工序时的向主平面14侧的碎玻璃飞散量，并且也能够抑制端面12的发热。

另外，变形例3的端面12具有向内侧凹陷的第一凹部12d和第二凹部12e，因此通过旋转的砂轮30磨削时产生的碎玻璃积存在凹部12d、12e，通过比凹部12d、12e向外侧突出的上部曲面12a及下部曲面12b来抑制碎玻璃向主平面14飞散。需要说明的是，积存于凹部12d、12e的碎玻璃通过后段的清洗工序来除去。

上部曲面12a及下部曲面12b的曲率半径R1、R2可以如上述那样为不同的半径，或者也可以为相同的半径。在曲率半径R1、R2为相同半径（R1=R2）时，上部曲面12a与下部曲面12b沿着上下方向对称地形成。而且，凹部12d、12e分别以沿着板厚方向具有规定的间隔的方式沿着与玻璃基板10的主平面14平行的X方向延伸形成。因此，能够根据凹部12d、12e的位置，在磨削结束后，测定（检查）端面磨削工序时的砂轮30与玻璃基板10的高度调整的偏差。

另外，在变形例3中，砂轮30的相对于端面12的切线S1、S2的角度α设定成α=90°这样较大的值，因此碎玻璃的飞散方向相比主平面14靠端面侧，由此也能抑制向主平面14的碎玻璃飞散量。

如此，玻璃基板10的端面12由曲率半径各不相同的3个曲面12a~12c的组合构成，且在各曲面12a~12c的边界形成有凹部12d、12e，因此能够削减端面磨削工序中的主平面14的碎玻璃附着量。

工业实用性

在上述实施例中，列举出对在薄型显示器装置中使用的玻璃基板的端面进行磨削的情况为例进行了说明，但并不局限于此，只要是厚度t比较薄（例如，厚度t=0.05mm~2.8mm）的玻璃基板，当然就能够适用本发明。

详细且参照特定的实施方式而说明了本申请，但不脱离本发明的精神和范围而能够施加各种变更或修正的情况对于本领域技术人员来说不言自明。

本申请基于2010年6月21日提出申请的日本专利申请（特愿2010-140254），并将其内容作为参照而包含于此。

标号说明

10玻璃基板

12端面

12a上部曲面

12b下部曲面

12c中间部曲面

12d第一凹部

12e第二凹部

14主平面

20磨削区域

30砂轮

32凹曲面

34上凸缘部

36下凸缘部

40旋转轴

50吸附台

Claims (15)

1.一种玻璃基板，利用砂轮来磨削端面，其特征在于，

由所述砂轮磨削后的端面具有：

在所述端面的上部形成的上部曲面；

在所述端面的下部形成的下部曲面；

在所述上部曲面与所述下部曲面的中间形成的中间部曲面，

所述上部曲面、所述下部曲面、所述中间部曲面分别具有任意的曲率半径，

至少所述上部曲面及所述中间部曲面的曲率半径不同。

2.根据权利要求1所述的玻璃基板，其特征在于，

所述上部曲面、所述下部曲面、所述中间部曲面通过改变相邻的曲面的曲率半径而形成连续的曲面。

3.根据权利要求2所述的玻璃基板，其特征在于，

所述上部曲面、所述下部曲面、所述中间部曲面形成连续的曲面，所述上部曲面的曲率半径R1、所述下部曲面的曲率半径R2及所述中间部曲面的曲率半径R3比所述玻璃基板的厚度小，并具有R1≤R2、R2≤R3或R1＝R2、R3>R2、R3>R1的关系。

4.根据权利要求1所述的玻璃基板，其特征在于，

所述上部曲面、所述下部曲面、所述中间部曲面分别具有比该玻璃基板的厚度小的曲率半径。

5.根据权利要求4所述的玻璃基板，其特征在于，

在所述上部曲面与所述中间部曲面的边界形成有第一凹部，在所述下部曲面与所述中间部曲面的边界形成有第二凹部。

6.根据权利要求5所述的玻璃基板，其特征在于，

所述第一、第二凹部分别以在板厚方向上具有规定的间隔的方式沿着与玻璃基板的主平面平行的方向延伸形成。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的玻璃基板，其特征在于，

所述玻璃基板是一边为2.2m以上的四边形。

8.根据权利要求1～6中任一项所述的玻璃基板，其特征在于，

所述玻璃基板的端面的平均粗糙度Ra为0.3μm以下。

9.根据权利要求7所述的玻璃基板，其特征在于，

所述玻璃基板的端面的平均粗糙度Ra为0.3μm以下。

10.根据权利要求1～6中任一项所述的玻璃基板，其特征在于，

所述玻璃基板的厚度为0.05mm～2.8mm。

11.根据权利要求7所述的玻璃基板，其特征在于，

所述玻璃基板的厚度为0.05mm～2.8mm。

12.根据权利要求8所述的玻璃基板，其特征在于，

所述玻璃基板的厚度为0.05mm～2.8mm。

13.根据权利要求9所述的玻璃基板，其特征在于，

所述玻璃基板的厚度为0.05mm～2.8mm。

14.一种玻璃基板的制造方法，利用砂轮来磨削端面，其特征在于，

在所述砂轮的外周形成与在所述端面的上部形成的上部曲面、在所述端面的下部形成的下部曲面、在所述上部曲面与所述下部曲面的中间形成的中间部曲面对应的曲面，

使所述砂轮旋转并同时使所述砂轮沿着所述玻璃基板的端面相对移动，而以所述上部曲面、所述下部曲面、所述中间部曲面分别具有任意的曲率半径的方式对所述玻璃基板的端面进行加工。

15.根据权利要求14所述的玻璃基板的制造方法，其特征在于，

以所述上部曲面、所述下部曲面、所述中间部曲面通过改变相邻的曲面的曲率半径而形成连续的曲面的方式进行加工。