(57)【要約】【課題】成形後の３Ｄカバーガラスの表面に発生する欠点を効率よく、かつ高品質に除去する方法の提供。【解決手段】中心部が平坦で周辺部の少なくとも一部に３次元曲面をなす曲面部を有する３Ｄカバーガラスの製造方法であって、ガラス材料を、３次元曲面をなす曲面部を含む形状に成形する、ガラス成形工程と、前記ガラス成形工程後に得られた前記ガラス材料の表面を研磨する研磨工程と、前記研磨工程後に、前記ガラス材料に化学強化処理を施す化学強化処理工程と、を有し、前記研磨工程は、前記ガラス成形工程後に得られた前記ガラス材料を、製造後の３Ｄカバーガラスの中心部に相当する部位を反りの無い平坦な状態を保持した状態にて、表面硬度が２０［°］〜８０［°］の研磨パッドまたはブラシと、研磨スラリーとを使用して、前記ガラス材料の表面に顕在化する凹状欠点の深さ以上研磨する、３Ｄカバーガラスの製造方法。【選択図】図４
2019085276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部が平坦で周辺部の少なくとも一部に曲率半径１００［ｍｍ］以下の３次元曲面をなす曲面部を有する３Ｄカバーガラスの製造方法であって、
ガラス材料を、３次元曲面をなす曲面部を含む形状に成形する、ガラス成形工程と、
前記ガラス成形工程後に得られた前記ガラス材料の表面を研磨する研磨工程と、
前記研磨工程後に、前記ガラス材料に化学強化処理を施す化学強化処理工程と、を有し、
前記ガラス成形工程後に得られた前記ガラス材料は、製造後の３Ｄカバーガラスの中心部に相当する部位が、製造後の３Ｄカバーガラスに対し０．３［ｍｍ］以下の反りを有しており、
前記研磨工程は、前記ガラス成形工程後に得られた前記ガラス材料を、製造後の３Ｄカバーガラスの中心部に相当する部位を反りの無い平坦な状態を保持した状態にて、表面硬度が２０［°］〜８０［°］の研磨パッドまたは研磨ブラシと、研磨スラリーとを使用して、前記ガラス材料の表面に顕在化する凹状欠点の深さ以上研磨する、３Ｄカバーガラスの製造方法。
【請求項２】
前記研磨パッドまたは研磨ブラシは、前記ガラス材料と接触する、表面硬度が２０［°］〜８０［°］の表面層と、前記表面層の前記ガラス材料と接触する側の反対側に備わる、前記表面層よりも表面硬度が低い下地層と、を有する、請求項１に記載の３Ｄカバーガラスの製造方法。
【請求項３】
前記研磨工程は、製造後の３Ｄカバーガラスの曲面部に相当する部位の研磨に、前記研磨ブラシを用いる、請求項１または２に記載の３Ｄカバーガラスの製造方法。
【請求項４】
前記研磨工程は、真空吸着により、前記ガラス成形工程後に得られた前記ガラス材料を、製造後の３Ｄカバーガラスの中心部に相当する部位を反りの無い平坦な状態を保持する、請求項１〜３のいずれかに記載の３Ｄカバーガラスの製造方法。
【請求項５】
前記研磨工程は、前記ガラス材料のうち凸状をなす主面を研磨した後に、凹状をなす主面を研磨する、請求項１〜４のいずれかに記載の３Ｄカバーガラスの製造方法。
【請求項６】
前記研磨工程では、５［μｍ］以上の研磨量を与える、請求項１〜５のいずれかに記載の３Ｄカバーガラスの製造方法。
【請求項７】
前記ガラス成形工程後に得られた前記ガラス材料は、製造後の３Ｄカバーガラスの中心部に相当する部位が、製造後の３Ｄカバーガラスに対し０．１２［ｍｍ］以上の反りを有する、請求項１〜６のいずれかに記載の３Ｄカバーガラスの製造方法。
【請求項８】
平面視した形状が、角部が丸みを帯びた部分があるものを含む多角形であり、中心部が平面で、該多角形の少なくとも１辺の周辺部に曲率半径１００［ｍｍ］以下の３次元曲面をなす曲面部を有する３Ｄカバーガラスであって、前記中心部および前記曲面部を含む３Ｄカバーガラスの両主面の表面粗さＲａが０．１０［μｍ］以下であり、３Ｄカバーガラスの各端面の表面粗さＲａが０．２０［μｍ］以下であり、３Ｄカバーガラスの両主面および各端面に深さ０．１［μｍ］以上の凹状欠点が存在しない３Ｄカバーガラス。
【請求項９】
板厚が０．３〜１．０［ｍｍ］である、請求項８に記載の３Ｄカバーガラス。
【請求項１０】
前記多角形は、矩形である、請求項８または９に記載の３Ｄカバーガラス。
【請求項１１】
３Ｄカバーガラスは、化学強化されている、請求項８〜１０のいずれかに記載の３Ｄカバーガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話、スマートフォン、タブレット型端末といったモバイル機器やＣＩＤ（Center Information Display）、クラスターといった車載ディスプレイに使用される画像表示装置のための３次元形状をしたカバーガラス（３Ｄカバーガラス）、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、スマートフォン、タブレット型端末といったモバイル機器の意匠性を向上させるため、モバイル機器に使用される画像表示装置に３Ｄカバーガラスの適用が検討されている（特許文献１）。特許文献１では、３Ｄカバーガラスの表面品質について、内外表面の表面粗さが所定数値以下であり、かつ該内外表面に所定の大きさの圧痕、すなわち、成形時に生じる凹状欠点が存在しないことが求められている。また、特許文献１では、損傷に対する耐性を高めるため、３Ｄカバーガラスは化学強化されている。
特許文献１では、上記した３Ｄカバーガラスの表面品質が、再加工やポリッシングの実施なしで達成されることが好ましいとしている。
特許文献１に記載の３Ｄカバーガラスは、例えば、特許文献２に記載の方法で製造できる。特許文献２に記載の製造方法では、３Ｄカバーガラスの成形に用いるグラファイト製の金型表面を高度に研磨することで、モールド面で接するガラス材料表面に圧痕のような凹状欠点が生じるのを防止し、成形後に研磨をしていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１５−５２７２７７号公報
【特許文献２】米国出願公開第２０１７／０１２１２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、３Ｄカバーガラスの成形に用いる金型表面を高精度に研磨した場合でも、成形時の雰囲気中で発生する異物の混入や、長時間使用に伴う金型表面に生じる欠点により、成形される３Ｄカバーガラスの表面に凹状欠点が生じる問題があった。
【０００５】
本願発明は、上記の問題点を解決するため、成形後の３Ｄカバーガラスの表面に発生する凹状欠点を効率よく、かつ高品質に除去する方法、および表面の凹状欠点数が大幅に低減された３Ｄカバーガラスの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した目的を達成するため、中心部が平坦で周辺部の少なくとも一部に曲率半径１００［ｍｍ］以下の３次元曲面をなす曲面部を有する３Ｄカバーガラスの製造方法であって、
ガラス材料を、３次元曲面をなす曲面部を含む形状に成形する、ガラス成形工程と、
前記ガラス成形工程後に得られた前記ガラス材料の表面を研磨する研磨工程と、
前記研磨工程後に、前記ガラス材料に化学強化処理を施す化学強化処理工程と、を有し、
前記ガラス成形工程後に得られた前記ガラス材料は、製造後の３Ｄカバーガラスの中心部に相当する部位が、製造後の３Ｄカバーガラスに対し０．３［ｍｍ］以下の反りを有しており、
前記研磨工程は、前記ガラス成形工程後に得られた前記ガラス材料を、製造後の３Ｄカバーガラスの中心部に相当する部位を反りの無い平坦な状態を保持した状態にて、表面硬度が２０［°］〜８０［°］の研磨パッドまたは研磨ブラシと、研磨スラリーとを使用して、前記ガラス材料の表面に顕在化する凹状欠点の深さ以上研磨する、３Ｄカバーガラスの製造方法を提供する。
【０００７】
また、３Ｄカバーガラスの製造方法において、前記研磨パッドまたは研磨ブラシは、前記ガラス材料と接触する、表面硬度が２０［°］〜８０［°］の表面層と、前記表面層の前記ガラス材料と接触する側の反対側に備わる、前記表面層よりも表面硬度が低い下地層と、を有することが好ましい。
【０００８】
また、３Ｄカバーガラスの製造方法において、前記研磨工程は、製造後の３Ｄカバーガラスの曲面部に相当する部位の研磨に、前記研磨ブラシを用いることが好ましい。
【０００９】
また、３Ｄカバーガラスの製造方法において、前記研磨工程は、真空吸着により、前記ガラス成形工程後に得られた前記ガラス材料を、製造後の３Ｄカバーガラスの中心部に相当する部位を反りの無い平坦な状態を保持することが好ましい。
【００１０】
また、３Ｄカバーガラスの製造方法において、前記研磨工程は、前記ガラス材料のうち凸状をなす主面を研磨した後に、凹状をなす主面を研磨することが好ましい。
【００１１】
また、３Ｄカバーガラスの製造方法において、前記研磨工程では、５［μｍ］以上の研磨量を与えることが好ましい。
【００１２】
また、３Ｄカバーガラスの製造方法において、前記ガラス成形工程後に得られた前記ガラス材料は、製造後の３Ｄカバーガラスの中心部に相当する部位が、製造後の３Ｄカバーガラスに対し０．１２［ｍｍ］以上の反りを有することが好ましい。
【００１３】
また、平面視した形状が、角部が丸みを帯びた部分があるものを含む多角形であり、中心部が平面で、該多角形の少なくとも１辺の周辺部に曲率半径１００［ｍｍ］以下の３次元曲面をなす曲面部を有する３Ｄカバーガラスであって、前記中心部および前記曲面部を含む３Ｄカバーガラスの両主面の表面粗さＲａが０．１０［μｍ］以下であり、３Ｄカバーガラスの各端面の表面粗さＲａが０．２０［μｍ］以下であり、３Ｄカバーガラスの両主面および各端面に深さ０．１［μｍ］以上の凹状欠点が存在しない３Ｄカバーガラスを提供する。
【００１４】
また、３Ｄカバーガラスは、板厚が０．３〜１．０ｍｍであることが好ましい。
【００１５】
また、３Ｄカバーガラスにおいて、前記多角形は、矩形であることが好ましい。
【００１６】
さらに、３Ｄカバーガラスは、化学強化されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、成形後の３Ｄカバーガラスの表面に発生する凹状欠点を効率よく、かつ表面の凹欠点数を大幅に除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、３Ｄカバーガラスの一構成例を示した図である。
【図２】図２（ａ），（ｂ）は、３Ｄカバーガラスの化学強化処理による反りの発生を示した断面模式図であり、図２（ａ）は化学強化処理前、図２（ｂ）は化学強化処理後を示している。
【図３】図３（ａ）は、本ガラス成形工程後のガラス材料の断面模式図であり、図３（ｂ）は本化学強化処理工程後のガラス材料の断面模式図である。
【図４】図４は、本研磨工程での研磨手順を示した図であり、ガラス材料の凸状をなす主面の研磨に関する図である。
【図５】図５は、比較例１における研磨量と凹状欠点深さとの関係を示している。
【図６】図６は、実施例１における研磨量と凹状欠点深さとの関係を示している。
【図７】図７は、実施例２における研磨量と凹状欠点深さとの関係を示している。
【図８】図８は、実施例３における研磨量と凹状欠点深さとの関係を示している。
【図９】図９は、実施例４における研磨量と凹状欠点深さとの関係を示している。
【図１０】図１０（ａ）は、表面硬度が２０［°］以上の研磨パッドと、凹状欠点を有するガラス表面との接触状態を示しており、図１０（ｂ）は該研磨パッドによる研磨代を示している。
【図１１】図１１（ａ）は、表面硬度が２０［°］未満の研磨パッドと、凹状欠点を有するガラス表面との接触状態を示しており、図１１（ｂ）は該研磨パッドによる研磨代を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明を説明する。
本発明の一実施形態に係る３Ｄカバーガラスの製造方法（以下「本３Ｄカバーガラスの製造方法」または「本製造方法」という）は、図１に示すような中心部１１０が平坦で周辺部１２０の少なくとも一部に曲率半径１００［ｍｍ］以下の３次元曲面をなす曲面部を有する３Ｄカバーガラス１００の製造方法である。
なお、図１は、本製造方法による３Ｄカバーガラスの一構成例であり、これに限定されない。図１に示す３Ｄカバーガラス１００は、周辺部の全周にわたって曲面部１２０が設けられているが、図中、４辺のうち少なくとも１辺の周辺部に曲面部を有していればよい。例えば、左側、右側、上側および下側の周辺部（辺）のうち、いずれか１つの周辺部（辺）にのみ曲面部を有していてもよい。また、図中、左側および右側の周辺部（辺）にのみ曲面部を有していたり、上側および下側の周辺部（辺）にのみ曲面部を有したりしてもよい。また、図中、上側および左側の周辺部（辺）にのみ曲面部を有したり、上側および右側の周辺部（辺）にのみ曲面部を有したり、下側および左側の周辺部（辺）にのみ曲面部を有したり、下側および右側の周辺部（辺）にのみ曲面部を有したりしてもよい。また、図中、上側を除く３辺の周辺部（辺）に曲面部を有したり、下側を除く３辺の周辺部（辺）に曲面部を有したり、左側を除く３辺の曲面部を有したり、右側を除く３辺の周辺部（辺）にのみ曲面部を有したりしてもよい。
【００２０】
本製造方法は、ガラス材料を、３次元曲面をなす曲面部を含む形状に成形する、ガラス成形工程と、ガラス成形工程後に得られたガラス材料の表面を研磨する研磨工程と、研磨工程後に、ガラス材料に化学強化処理を施す化学強化処理工程と、を有する。
【００２１】
画像表示装置のカバーガラスは、薄型化に加え一定の強度が要求されるため化学強化処理が施されるが、周辺部に三次元曲面を有する３Ｄカバーガラスは化学強化処理による反りの発生が問題となる。図２（ａ），（ｂ）は、３Ｄカバーガラスの化学強化処理による反りの発生を示した断面模式図であり、図２（ａ）は化学強化処理前、図２（ｂ）は化学強化処理後における３Ｄカバーガラスの化学強化処理による反りの発生状態を示した断面模式図である。この場合、図２（ａ）に示すように、例えば、化学強化処理前は中心部が平坦である場合、図２（ｂ）に示すように、化学強化処理後は該中心部に凸状に反りが発生する。
【００２２】
本製造方法のガラス成形工程では、化学強化処理により発生する反りを補正する形状にガラス材料を成形する。図３（ａ）は、本ガラス成形工程後のガラス材料の断面模式図である。図３（ａ）では、化学強化処理により発生する反りを補正するため、ガラス材料の中心部が図２（ｂ）とは反対方向に凸状に反った形状となっている。図３（ｂ）は本化学強化処理工程後のガラス材料の断面模式図である。図３（ａ）に示す凸状に沿った形状にガラス材料を成形することにより、化学強化処理工程後のガラス材料は中心部が平坦になる。
図３（ａ）に示す形状にガラス材料を成形するには、所定の形状の金型を用いる方法などを利用できる。
【００２３】
本製造方法のガラス成形工程に得られたガラス材料は、製造後の３Ｄカバーガラスの中心部に相当する部位が、製造後の３Ｄカバーガラスに対し０．３［ｍｍ］以下の反り（以下、「製造後の３Ｄカバーガラスに対する反り」という。）を有している。なお、製造後の３Ｄカバーガラスは、通常、化学強化処理工程のガラス材料と同一の形状である。
なお、製造後の３Ｄカバーガラスに対する反りが０．３［ｍｍ］より大きいと、次に実施する研磨工程において、ガラス材料に割れが発生するおそれがある。したがって製造後の３Ｄカバーガラスに対する反りが０．３［ｍｍ］以下が好ましく、０．２［ｍｍ］以下がより好ましい。
一方、化学強化処理により発生する反りを補正するには、製造後の３Ｄカバーガラスに対する反りが０．１２［ｍｍ］以上が好ましく、０．１５［ｍｍ］以上がより好ましい。
【００２４】
なお、ここでいう「反り」は、化学強化処理後において中心部に相当する面を測定して得られる。この測定には、例えば、３次元測定装置を使用でき、この場合、中心部に相当する面の測定結果と平面をベストフィット処理したときの平面と、測定結果との偏差を計算し、その偏差の最大値と最小値との差を「反り（量）」に変換して求められる。ここで、３次元計測器は、例えば、ＧＯＭ社製のＡＴＯＭＳ（型番：ＡＴＯＭＳ  Ｔｒｉｐｌｅ  ｓｃａｎ  ＩＩＩ）が挙げられる。
【００２５】
上述したように、金型を用いて成形された３Ｄカバーガラスは、少なくともその表面に凹状欠点が顕在化する問題から、３Ｄカバーガラスの外観を悪化させ得るため、表面研磨により除去する必要がある。
平板形状をしたカバーガラスの表面研磨は、通常、研磨パッドと研磨スラリーを用いた化学機械研磨、砥石などを用いた機械研磨が用いられる。
図３（ａ）に示すように、成形工程後のガラス材料は、中心部が凸状に沿った形状であるため、ガラス材料表面への形状追従性の観点から、表面硬度が低い研磨パッドの使用が考えられる。
しかしながら、研磨パッドの表面硬度が低すぎる場合、研磨量を増加させても、後述するように、表面に顕在化した凹状欠点を大きく低減することが困難であることが明らかになった。
【００２６】
本製造方法の研磨工程では、ガラス成形工程後に得られたガラス材料を、製造後の３Ｄカバーガラスの中心部に相当する部位を反りの無い平坦な状態を保持した状態にて、表面硬度が２０［°］〜８０［°］の研磨パッドまたは研磨ブラシと、研磨スラリーとを使用して、ガラス材料の表面に顕在化する凹状欠点の深さ以上研磨する。
本製造方法における研磨パッドは、ガラス材料に接触する部位が平坦な研磨部材を指す。本製造方法における研磨ブラシは、ガラス材料に接触する部位がブラシ形状をした研磨部材を指す。なお、本製造方法における研磨ブラシは水平方向の長さが鉛直方向の長さよりも短い毛を３本以上有することが好ましく、毛の先端における（毛の延伸方向からみた）形状の外縁は円弧状でも矩形状でもよい。
詳しくは後述するが、ガラス材料の研磨する部位に応じて、研磨パッドと研磨ブラシを使い分けてもよい。
【００２７】
図４は、本研磨工程での研磨手順を示した図であり、図３（ａ）に示す本ガラス成形工程後のガラス材料において、凸状をなす主面（成形後の凸面）の研磨に関する図である。
図４において、ステージ２００は、ガラス材料の中心部を保持する部位が平坦で、ガラス材料の周辺部を保持する部位が３次元曲面をなしており、全体形状が凸状のステージである。ステージ２００の表面には多数の孔（図示せず）が設けられている。これらの孔はポンプ４００と接続されている。ポンプ４００から真空引きすると、ガラス材料１００がステージ２００の表面に真空吸着される。真空吸着時にガラス材料１００は、ステージ２００の表面形状に沿って変形し、ガラス材料１００の中心部が反りの無い平坦な状態で保持される。この状態でガラス材料１００を研磨パッドまたは研磨ブラシ３００を使用して研磨する。
なお、本研磨工程では、ガラス材料の中心部を反りの無い平坦な状態で保持する手段は真空吸着に限定されず、ワックスやバックパッドなど他の手段でもよい。
【００２８】
本製造方法の研磨工程では、ガラス材料１００の中心部が反りの無い平坦な状態で保持されているため、表面硬度が高い研磨パッドまたは研磨ブラシ３００を使用しても、形状追従性が問題とならない。
本製造方法の研磨工程では、表面硬度が２０［°］以上の研磨パッドまたは研磨ブラシ３００の使用により、表面に顕在化した凹状欠点を完全に除去できる。本製造方法の研磨工程では、表面硬度が３０［°］以上の研磨パッドまたは研磨ブラシ３００の使用が好ましい。
一方、研磨パッドまたは研磨ブラシの表面硬度が高すぎるとガラス表面にキズが生じやすくなるので、本製造方法の研磨工程では、表面硬度が８０［°］以下の研磨パッドまたは研磨ブラシ３００を使用するとよい。本製造方法の研磨工程では、表面硬度が７０［°］以下の研磨パッドまたは研磨ブラシ３００の使用が好ましく、６０[°]以下がより好ましい。
【００２９】
図４に示す研磨パッドまたは研磨ブラシ３００は、ガラス材料１００と接触する表面層３２０と、表面層３２０のガラス材料１００と接触する側の反対側に備わる下地層３１０とで構成された二層構造である。
図示した研磨パッドまたは研磨ブラシ３００のように二層構造の研磨パッドまたは研磨ブラシの場合、上記の表面硬度は表面層３２０の表面硬度である。一方、下地層３１０の表面硬度は、表面層３２０の表面硬度よりも低いと、ガラス材料１００表面への形状追従性を向上させるため好ましい。したがって、下地層３１０の表面硬度は２０［°］未満が好ましく、１５［°］以下がより好ましく、１０［°］以下がより好ましい。
但し、本製造方法における研磨パッドまたは研磨ブラシは図示した二層構造のものに限定されず、下地層を有しておらず、表面層のみで構成してもよい。なお、研磨パッドと研磨ブラシとを比較した場合、ガラス材料に接触する部位がブラシ形状をした研磨ブラシの方が、ガラス材料表面への形状追従性が高い。そのため、研磨ブラシを使用する場合、下地層を有しておらず、表面層のみで構成してもよい。
【００３０】
図４に示す研磨パッドまたは研磨ブラシ３００における表面層３２０としては、例えば、不織布パッドや織布パッド、ポリウレタンパッド、スウェードパッドおよびこれらをブラシ状に加工したものが挙げられる。下地層３１０としては、例えば、ポリウレタンなどの樹脂のスポンジが挙げられる。
【００３１】
研磨パッドのパッド径、及び研磨ブラシの外径は、研磨効率を向上させるため１０［ｍｍφ］以上が好ましく、２０［ｍｍφ］以上がより好ましい。但し、研磨パッドのパッド径、及び研磨ブラシの外径は大きすぎると、研磨量を均一にするのが困難になるため、１５０［ｍｍφ］以下が好ましく、１００［ｍｍφ］以下がより好ましい。
【００３２】
図４は、所定の性状に調整した研磨スラリー（図示せず）を供給しつつ、研磨パッドまたは研磨ブラシ３００を、その軸を中心に回転させながら、その表面層３２０を接触させてガラス材料１００を研磨する工程を含む模式図である。図４において、ガラス材料１００全体を同一の研磨パッドまたは研磨ブラシ３００で研磨してもよいし、ガラス材料１００の部位ごとに異なる研磨パッドまたは研磨ブラシ３００で研磨してもよい。例えば、ガラス材料のうち、反りの無い平坦な状態を保持した中心部の研磨には、研磨効率を向上させるため研磨パッドを使用し、３次元曲面形状をした周辺部の研磨には、形状追従性を高めるため研磨ブラシを使用する組み合わせでもよい。ガラス材料の周辺部の研磨に、研磨パッドも使用できるが、形状追従性に有利な研磨ブラシの使用でより高精度にガラス材料の端面を研磨できる。
研磨ブラシを使用すれば、ガラス材料の端面も高精度で研磨できる。
【００３３】
研磨スラリーは、微粒子状の研磨剤と、該研磨剤の分散媒からなる。
研磨剤としては、コロイダルシリカ、酸化セリウムが好ましく、酸化セリウムが特に好ましい。
研磨剤として酸化セリウムを用いる場合、平均粒子径は、１０〜５０００［ｎｍ］が好ましく、１００〜３０００［ｎｍ］がより好ましく、５００〜２０００［ｎｍ］がさらに好ましい。
研磨スラリーにおける酸化セリウムの含有率は、１〜５０［質量％］が好ましく、５〜４０［質量％］がより好ましく、１０〜３０［質量％］がさらに好ましい。
研磨スラリーを所望のｐＨに調整するため、研磨剤の分散媒には、酸性またはアルカリ性の分散媒を用いてもよい。酸性の分散媒には、塩酸、硝酸、酢酸が通常使用される。アルカリ性の分散媒には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、水酸化テトラメチルアンモニウムが通常使用される。
【００３４】
本製造方法の研磨工程では、研磨パッドまたは研磨ブラシによる研磨荷重は、２〜１２［ｋＰａ］が好ましい。
【００３５】
本製造方法の研磨工程では、ガラス材料の表面に顕在化する凹状欠点の深さ以上研磨する。この場合、研磨工程の実施前にガラス材料の表面に顕在化する凹状欠点の深さを、レーザー顕微鏡を用いて測定し、得られた測定値を研磨量の基準としてもよい。
また、ガラス材料の表面に顕在化する凹状欠点の深さについて、これまでの知見に基づいて、研磨量を設定してもよい。これまでの知見により、ガラス材料の表面に顕在化する凹状欠点の大半が、深さ５［μｍ］以下であることを確認している。この知見に基づいて、研磨量を５［μｍ］以上としてもよい。
また、３Ｄカバーガラスとしての使用上問題となるのは、ガラス材料の表面へ顕在化した凹状欠点であるので、目視可能な凹状欠点がガラス材料の表面に存在しなくなるまで研磨してもよい。この場合、ガラス材料表面に顕在化した凹状欠点の深さの測定は不要である。
なお、本製造方法では、深さ０．１［μｍ］をガラス材料の表面に存在する凹状欠点の除去の要否の判断基準とする。深さ０．１［μｍ］以下の凹状欠点は目視により確認されず、３Ｄカバーガラスの外観を悪化させない。
【００３６】
図４では、成形後の凸面の研磨の手順を示したが、成形後の凹面（図３（ａ）に示す本ガラス成形工程後のガラス材料において、凹状をなす主面も同様の手順で研磨する。
この場合、図４におけるガラス材料１００を上下反転させ、ガラス材料の中心部を保持する部位が平坦で、ガラス材料の周辺部を保持する部位が３次元曲面をなしており、全体形状が凹状のステージに該ガラス材料を真空吸着させて、ガラス材料１００の中心部が反りの無い平坦な状態で保持した状態で、ガラス材料を研磨パッドまたは研磨ブラシと、研磨スラリーとを用いて研磨する。
【００３７】
本製造方法の研磨工程において、ガラス材料を研磨する順序、すなわち、成形後の凸面、および成形後の凹面の研磨順序は特に限定されない。しかし、成形後の凸面を先に研磨した後に、成形後の凹面をその後に研磨すると、スマートフォンなどに取り付け使用する際、応力が発生しやすい凹面に、研磨後に吸着部材（ステージ）が接触せず強度低下が生じないため、ガラス材料の強度の観点から好ましい。
【００３８】
本製造方法の化学強化処理工程では、研磨工程後のガラス材料に化学強化処理を施す。なお、化学強化処理は、溶融塩中にガラスを浸漬させる方法や、溶融塩をペースト状もしくは粉状にしてガラスに塗布する方法を使用できるが、通常、アルカリ金属を含む溶融塩中にガラスを浸漬させることにより行われる。
【００３９】
次に、本発明の一実施形態にかかる３Ｄカバーガラス（以下「本３Ｄカバーガラス」という）について記載する。本３Ｄカバーガラスは、中心部が平面で、周辺部の少なくとも一部に曲率半径１００［ｍｍ］以下の３次元曲面をなす曲面部を有する点は、本製造方法が対象とする３Ｄカバーガラスとして記載したのと同様である。また、本３Ｄカバーガラスは、平面視した形状が三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等の多角形である。なお、ここでいう多角形とは、平面視において角部が丸みを帯びた部分があるものも含む。別の言い方をすると、ここでいう多角形とは、本３Ｄカバーガラスの平面視における外縁において、角部に曲線部分を含む場合であっても、該外縁のうち、直線と、該直線を延長した仮想直線によって得られる外縁の形状が多角形であれば、「多角形」の対象とする。なお、多角形の全周において曲面部を有する形状の場合、平面視において多角形の全ての角部に丸みを帯びる部分を有する。また、本３Ｄカバーガラスは、該多角形の周辺部の少なくとも１辺に曲面部を有する。
【００４０】
なお、本３Ｄカバーガラスの曲面部における曲率半径は、画像表示装置の仕様にもよるが、例えば、スマートフォンであれば、フィット感を高める上で、５０［ｍｍ］以下が好ましく、２０［ｍｍ］以下がより好ましく、１０［ｍｍ］以下がさらに好ましい。また、落下時の応力集中による割れを防ぐ理由から、曲面部における曲率半径は、０．２［ｍｍ］以上であればよく、０．５［ｍｍ］以上が好ましく、１．０［ｍｍ］以上がより好ましい。
【００４１】
本３Ｄカバーガラス１００は、中心部１１０および曲面部１２０を含む３Ｄカバーガラス１００の両主面の表面粗さＲａが０．１０［μｍ］以下である。両主面とは、図１に３Ｄカバーガラス１００における内側主面および外側主面を指す。両主面の表面粗さＲａが０．１０［μｍ］超の場合、表面の微細な凹凸により曇って見えるなどの外観不具合が生じるおそれがある。両主面の表面粗さＲａが０．１０［μｍ］以下であれば、このような外観不具合を防止できる。
本３Ｄカバーガラス１００の両主面の表面粗さＲａは、例えば接触式表面粗さ測定器を用いて測定でき、該表面粗さＲａは表面強度向上の観点から０．０５［μｍ］以下が好ましく。０．０２［μｍ］以下がより好ましい。なお、本明細書において、表面粗さＲａは、ＪＩＳＢ０６０１：２００１により規定される算術平均粗さＲａを指す。
【００４２】
また、本３Ｄカバーガラス１００は、各端面の表面粗さＲａが０．２０［μｍ］以下であるとよい。各端面とは、図１に３Ｄカバーガラス１００における端面全周を指す。
３Ｄカバーガラスの成形に用いるガラス材料は回転砥石を用いて、端面を研削しており、その端面には研削によるキズが存在しやすい。そして、研削によるキズの程度によっては、３Ｄカバーガラスの強度が低下する場合がある。研削によるキズの程度は、各端面の表面粗さＲａにより推測できる。各端面の表面粗さＲａが０．２０［μｍ］超だと、研削によるキズにより、３Ｄカバーガラスの強度が低下するおそれがある。
本製造方法では、その研磨工程でガラス材料の端面に、所定の表面硬度を有する研磨パッドまたは研磨ブラシを接触させることにより、端面に存在する研削によるキズが平滑化される。そのため、各端面の表面粗さＲａが０．２０［μｍ］以下の３Ｄカバーガラスが得られる。
本３Ｄカバーガラス１００の各端面の表面粗さＲａは、接触式表面粗さ測定器を用いて測定できる。なお、本明細書において、各端面の表面粗さＲａはＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１により規定される算術平均粗さＲａを指す。
本３Ｄカバーガラス１００の各端面の表面粗さＲａは０．１０［μｍ］以下が好ましく、０．０５［μｍ］以下がより好ましい。
【００４３】
本３Ｄカバーガラス１００は、両主面に深さ０．１［μｍ］以上の凹状欠点が存在しないため、良好な外観を実現できる。また、各端面の表面粗さＲａが０．２０［μｍ］以下であるため、機械的強度が向上する。
【００４４】
また、本３Ｄカバーガラスは、その板厚は、ガラスの強度を一定レベル以上に保つため、０．３［ｍｍ］以上が好ましく、０．５［ｍｍ］以上がより好ましい。
また、３Ｄカバーガラスの板厚は、部材の軽量化を図るため２．０［ｍｍ］以下が好ましい。本製造方法で本３Ｄカバーガラスを製造する場合は、その板厚が１．０［ｍｍ］以下であると、研磨工程での真空吸着が容易になるために好ましい。
【００４５】
また、本３Ｄカバーガラスは、成形時の圧力分布を制御するために、平面視における対角サイズは、５０［ｍｍ］以上、１０００［ｍｍ］以下が好ましい。
【００４６】
さらに、本３Ｄカバーガラスは、反りを低減し、かつ、衝撃強度を高めるために化学強化されていることが好ましい。化学強化方法は、特定されず、使用するガラス材料の組成に応じて適宜、所定のイオン交換方法を用いるなどして、所定の表面圧縮応力が得られるようにするとよい。
【実施例】
【００４７】
以下に実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
（実施例１〜４、比較例１）
実施例１〜４、および比較例１では、図１に示す３Ｄカバーガラスを製造した。図１に示す３Ｄカバーガラス１００は、平面視におけるサイズは１５０［ｍｍ］×８０［ｍｍ］程度の略長方形であり、全周に亘って３次元曲面をなす曲面部を有している。該曲面部は、最小曲率半径Ｒが５［ｍｍ］程度で、曲げ深さが４．５［ｍｍ］であった。
【００４８】
まず、本製造方法のガラス成形工程に示す手順にしたがって、図３（ａ）に示す断面形状のようにガラス材料を成形した。図３（ａ）に示す断面形状に対応する形状をした一対の金型（凸型および凹型）を用いて、ガラス材料をそのガラス転移点（Ｔｇ）以上の温度に加熱してプレス成形をした後、徐冷して成形品を得た。成形後のガラス材料は、製造後、即ち、化学強化後の３Ｄカバーガラスに対し０．１６［ｍｍ］の反りを有しており、その外形全体が凸形状をなしていた。なお、反りは、ＧＯＭ社製のＡＴＯＭＳ（型番：ＡＴＯＭＳ  Ｔｒｉｐｌｅ  ｓｃａｎ  ＩＩＩ）を用いて計測した、中心部に相当する面の測定結果と平面をベストフィット処理したときの平面と、測定結果との偏差を計算し、その偏差の最大値と最小値との差を変換して求めた。
【００４９】
次に、図４に示す手順にしたがって、成形後のガラス材料１００をステージ２００に真空吸着させ、成形後の凸面を研磨パッドまたは研磨ブラシと研磨スラリーとを用いて研磨した。実施例１〜４、比較例１で使用した研磨パッドまたは研磨ブラシを以下に示す。
実施例１：表面層の表面硬度が３８［°］、下地層の表面硬度が８［°］の二層構造の研磨パッド
実施例２：表面硬度が５１［°］の下地層無しの研磨パッド
実施例３：表面硬度が７３［°］、下地層の表面硬度が８［°］の二層構造の研磨パッド
実施例４：表面硬度が５１［°］、下地層の表面硬度が８［°］の二層構造の研磨ブラシ
比較例１：表面硬度が８［°］、下地層の表面硬度が８［°］の二層構造の研磨パッド
上記の研磨パッドまたは研磨ブラシは、パッド径またはブラシ径が９４［ｍｍφ］である。
研磨条件として、酸化セリウムを含む研磨スラリー（ＭＩＲＥＫ  Ｅ３０Ｊ、三井金属鉱業株式会社製）を使用し、研磨パッドを、軸を中心に４００［ｒｐｍ］で回転させながら、以下に示す研磨荷重でガラス材料に接触させた。送り速度５０［ｍｍ／ｍｉｎ］とした。
実施例１：９１［ｇ／ｃｍ2］
実施例２：１００［ｇ／ｃｍ2］
実施例３：８１［ｇ／ｃｍ2］
実施例４：６２［ｇ／ｃｍ2］
比較例１：２５［ｇ／ｃｍ2］
【００５０】
各実施例、および比較例は、ガラス材料の凸面に存在する凹状欠点の深さを異なる３つのサンプルを準備し、各々の研磨量を２．５［μｍ］、５．０［μｍ］、７．５［μｍ］、１０．０［μｍ］に変えて研磨を実施し、研磨の実施後の凹状欠点の深さを測定した。
図５〜９は、それぞれ比較例１、実施例１、実施例２、実施例３、実施例４における研磨量と凹状欠点深さとの関係を示している。これらの結果は、表面硬度が２０［°］未満（８［°］）の研磨パッドを使用した比較例１では、研磨量を大きくしても、凹状欠点を除去できなかった。これに対し、表面硬度が２０［°］以上の研磨パッドを使用した実施例１〜４では、凹状欠点の深さの１．２倍程度の研磨量で凹状欠点を除去できたことを示している。両者の違いについて、図を用いて説明する。
図１０（ａ）は、表面硬度が２０［°］以上の研磨パッドと、凹状欠点を有するガラス表面との接触状態を示しており、図１０（ｂ）は該研磨パッドによる研磨量を示している。図１１（ａ）は、表面硬度が２０［°］未満の研磨パッドと、凹状欠点を有するガラス表面との接触状態を示しており、図１１（ｂ）は該研磨パッドによる研磨量を示している。
表面硬度が２０［°］未満（８［°］）の研磨パッドを用いた比較例１の場合、図１１（ａ）に示すように、凹状欠点６００を有するガラス材料１００表面と接触させた際に、凹状欠点６００の形状に沿って研磨パッドの表面層３２０が変形し、凹状欠点６００の底部に研磨パッドの表面層３２０が接する。この状態で研磨すると、図１１（ｂ）に示す研磨量８００となり、凹状欠点を除去できない。
一方、表面硬度が２０［°］以上の研磨パッドを用いた実施例１〜４の場合、図１０（ａ）に示すように、凹状欠点６００を有するガラス材料１００表面と接触させた際に、凹状欠点６００の形状に沿って研磨パッドの表面層３２０が変形せず、凹状欠点６００の底部に研磨パッドの表面層３２０が接することがない。この状態で研磨すると、図１０（ｂ）に示す研磨量８００となり、凹状欠点が除去できる。
【００５１】
次に、ガラス材料１００を上下反転させ、ステージ２００に真空吸着させ、成形後の凸面を、成形後の凹面の研磨に用いたのと同じ研磨パッドまたはブラシと研磨スラリーとを用いて研磨した。
【００５２】
研磨後の（組成中にＮａ2Ｏを含む）ガラス材料を４５０［℃］に加熱して溶融させた硝酸カリウム塩に２時間浸漬しイオン交換処理した。その後、ガラス材料を溶融塩より引き上げ、１時間で室温まで徐冷することで化学強化処理を施した。さらに、ガラス材料をアルカリ溶液（商品名：サンウォッシュＴＬ−７５、ライオン社製）に４時間浸漬してアルカリ処理を施し、３Ｄカバーガラスを得た。
【００５３】
化学強化処理後の３Ｄカバーガラスの両主面の表面粗さＲａを接触式表面粗さ測定器（ミツトヨ製サーフテストＳＶ−６００）で測定した。実施例１〜４、および比較例１の３Ｄカバーガラスは両主面の表面粗さＲａが０．０１６［μｍ］であった。
化学強化処理後の３Ｄカバーガラスの各端面の表面粗さＲａを接触式表面粗さ測定器で測定した。実施例１〜４、および比較例１の３Ｄカバーガラスは各端面の表面粗さＲａが０．０１４［μｍ］であった。
【００５４】
比較例２として、特許文献１に記載の３Ｄカバーガラスについても、両主面の表面粗さＲａを段落００４０に記載の手順で測定したところ、両主面の表面粗さＲａが０．０１１［μｍ］以下であった。この３Ｄカバーガラスは、特許文献１に記載の手順にしたがって、２Ｄガラスシートをフロート法で作製した以外は、特許文献２に記載の方法で３Ｄカバーガラスに成形したものである。この３Ｄカバーガラスは、２Ｄガラスシートの段階で各端面を常法に従って、回転砥石を用いて研削加工されている。３Ｄカバーガラスの各端面の表面粗さＲａを接触式表面粗さ測定器で測定したところ、各端面の表面粗さＲａは０．３１１［μｍ］であった。
【符号の説明】
【００５５】
１００：３Ｄカバーガラス
１１０：中心部
１２０：曲面部
２００：ステージ
３００：研磨パッド
３１０：下地層
３２０：表面層
４００：ポンプ
６００：凹状欠点
８００：研磨量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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