(57)【要約】【課題】  ガラス基板の切断分離面を研磨し、かつ、切断分離面の角が面取りされた強度および安全性の高いガラス基板を製造する事ができるガラス基板の切断分離面の研磨方法、この方法を使用したガラス基板及びこのガラス基板を使用したフラットパネルディスプレイの提供。【解決手段】  ガラス基板の切断分離後、切断分離面に研磨液を塗布して切断分離面を研磨し、次にこの研磨液を除去する。この場合、研磨液にはフッ酸を主成分とする研磨液を使用することが好ましく、また、研磨液の粘度が５×１０−１〜５×１０５Pa・sの範囲であることが好適である。この研磨方法を使用したガラス基板は、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板として使用することが可能である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラットパネルディスプレイ用ガラス基板の切断分離工程後、当該ガラス基板の切断分離面の研磨工程を備えるフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の切断分離面の研磨方法であって、前記切断分離面の研磨工程で研磨液を切断分離面に塗布して当該切断分離面を研磨した後、前記研磨液を除去することを特徴とするフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の切断分離面の研磨方法。
【請求項２】
前記研磨液は、フッ酸、塩酸、硫酸、硝酸及びリン酸から選ばれる一種又は二種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の切断分離面の研磨方法。
【請求項３】
前記研磨液は、５×１０−１〜５×１０５Pa・sの粘度範囲である請求項２に記載のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の切断分離面の研磨方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の切断分離面の研磨方法を使用したフラットパネルディスプレイ用ガラス基板。
【請求項５】
請求項４に記載のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板を使用したフラットパネルディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切断分離したガラス切断分離面の研磨に関し、特に、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板の切断分離面の研磨方法、この研磨方法を使用したフラットパネルディスプレイ用ガラス基板及びフラットパネルディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（以下、ＦＰＤ）は、何れにおいても、ガラス基板が使用されている。例えば、液晶ディスプレイでは、二枚のガラス基板間に液晶を介在させ、これをシーリング材で封止した構造をとっている。
【０００３】
ガラス基板材料となる素ガラス板は、フロート法、フュージョン法又はダウンロード法等の方法によって製造される。大型ＦＰＤ用ガラス基板は、この素ガラス板を、ディスプレイ画面の大きさに応じた所定の寸法に切断分離した工程を経ることによって得ることが通常である。他方、小型ＦＰＤ用ガラス基板は、大型ＦＰＤ用ガラス基板と同様に得ることができるが、例えば液晶ディスプレイの場合、中間的に複数の液晶セルを有する二枚の貼り合せガラス基板を製造した後に、これを各液晶ディスプレイ用の貼り合せガラス基板に切断分離する工程を経る。このような二枚の貼り合せガラス基板を切断分離することが、小型ディスプレイの製造効率が高く一般的である。
【０００４】
このようにＦＰＤ用ガラス基板を製造するためには、ディスプレイの大小に関わらず、ガラス基板の切断分離工程を経なければならない。ガラスの切断分離方法としては、ガラス基板にスクライブラインを形成した後に機械的又は熱的応力を加えることによってガラスを切断分離する方法が考えられるが、何れの切断分離方法においてもガラス基板の切断分離面に欠けやヒビ等が発生する。特に、切断分離工程でスクライブラインが交差する場合には、この交差部分に欠けやヒビ等が発生しやすい。この欠けや割れに外部応力が加われば、切断分離面に発生した欠けやヒビ等を起点にガラス割れが生ずることになる。つまり、ガラス基板強度の低下をもたらすとともに、ガラス基板が寸法安定性に欠けたものとなることが問題である。
【０００５】
このようなガラス基板強度の低下及びガラス基板が寸法安定性に欠けたものとなる問題を解決するためには、ガラス基板の切断分離面を研磨して切断分離面の欠けやヒビ等を除去する必要がある。ガラス基板の切断分離面を研磨して切断分離面の欠けやヒビ等を除去する一手段としては、砥石を使用した研磨方法を挙げることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、砥石を使用したガラス基板の切断分離面の研磨によれば、ガラス基板に外部応力が加わることに変わりがなく、ガラス基板切断分離面の欠けやヒビを起点にしたガラス割れが生じることになる。このガラス割れの発生は、更なるガラス割れを誘発する原因となって、ガラス基板強度を低下させるとともに、ガラス基板の寸法安定性を向上させることに対する障害となっている。
【０００７】
また、研磨の際に、砥石及びガラスが粉塵となって生じる。研磨で生じた粉塵を研磨作業者が吸引すれば、じん肺障害の原因となるため、粉塵の発生を防止すべく、付加的設備を設ける設備投資を余儀なくされることになる。その上、研磨で生じた粉塵は、ガラス基板端面の隙間に侵入し、その後の薄膜多層基板構造をとるＦＰＤの製造過程で剥がれ落ちることがある。ガラス基板端面の隙間に侵入したガラス等の粉塵がＦＰＤ製造工程で剥がれ落ちた結果、薄膜層間短絡等を生じさせる原因となる。
【０００８】
更に、砥石での研磨によれば、矩形形状をとるガラス基板の4角が直角形状に近似した角形状をとることになる。この鋭利な直角に近似する形状をとれば、ガラス基板取り扱い作業者に外傷を負わせる可能性が増し、取り扱い作業者の安全面から好ましくはない。他方で、ガラス基板取り扱い作業者の安全性を高めるためには、直角に近似する形状を面取りする多段階研磨を行うことになって、非効率的な生産を行うことになる。
【０００９】
上述の事情に鑑み、本発明は、砥石等の機械的研磨のような外部応力をガラス基板に加えず、かつ、粉塵の発生のないガラス基板切断分離面の研磨を実現するとともに、ガラス基板の角形状が面取りされた強度および安全性の高いガラス基板を製造することができるガラス基板切断分離面の研磨方法を提供することを目的とするものである。また、この研磨方法によって得られる、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板及びフラットパネルディスプレイを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の切断分離面の研磨方法は、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板の切断分離工程後、当該ガラス基板の切断分離面の研磨工程を備えるフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の切断分離面の研磨方法であって、前記切断分離面の研磨工程で研磨液を切断分離面に塗布して当該切断分離面を研磨した後、前記研磨液を除去することを特徴とするフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の切断分離面の研磨方法である。
【００１１】
前記研磨液は、フッ酸、塩酸、硫酸、硝酸及びリン酸から選ばれる一種又は二種以上を含有する研磨液であると良い。また前記研磨液は、５×１０−１〜５×１０５Pa・sの粘度範囲であることが好適である。
【００１２】
また本発明に係るフラットパネルディスプレイ用ガラス基板は、前記切断分離面の研磨方法を使用したフラットパネルディスプレイ用ガラス基板である。
【００１３】
また、本発明に係るフラットパネルディスプレイは、前記フラットパネルディスプレイ用ガラス基板を使用したフラットパネルディスプレイである。
【発明の効果】
【００１４】
上記のように構成された本発明に係るフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の切断分離面の研磨方法によれば、ガラス基板に外部応力を加えず、かつ、粉塵を発生させることなくガラス基板の切断分離面を研磨することが可能であり、更には、ガラス基板の角が面取された強度および安全性の高いガラス基板の製造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係るＦＰＤ用ガラス基板の切断分離面の研磨方法は、ＦＰＤ用ガラス基板の切断分離工程後、この切断分離面に研磨液を塗布して切断分離面を研磨した後、この研磨液を除去することによって行う。
【００１６】
本発明に係るＦＰＤ用ガラス基板は、そのガラス組成が特に限定されるものではないが、アルミノホウケイ酸ガラスが好ましく用いられる。ガラス基板は、一枚のガラス基板であるかガラス基板二枚を貼り合せているかを問わない。
【００１７】
ＦＰＤ用ガラス基板の切断分離工程は、例えば、次の二方法によって切断分離工程を行うことができる。第一の方法は、ガラス基板表面にスクライブラインを形成した後、機械的応力を加えてガラス基板を切断する方法であり、第二の方法は、レーザーをガラス基板上に照射して分子レベルのスクライブラインを形成した後に急冷してガラス基板を切断分離する方法である。
【００１８】
ガラス基板表面にスクライブラインを形成した後、機械的応力を加えてガラス基板を切断する方法は、ダイヤモンドや超硬合金製のホイールカッターでガラス基板表面上にスクライブラインを形成した後に、スクライブライン形成部位に機械的応力を加えることでガラス基板を切断分離することができる。この機械的応力を加える工程においては、スクライブラインの直上から加圧して切断することが、ガラスカレット、ガラス欠けやヒビ等の発生を抑制することから好ましい。
【００１９】
レーザーをガラス基板上に照射して分子レベルのスクライブラインを形成した後に急冷してガラス基板を切断分離する方法は、次の（１）〜（４）段階を経ることによってガラス基板を切断分離する方法である。（１）金属箔等でガラス基板の端に小さな傷を形成する。（２）ガラス基板の端に形成した傷及びその延長線上に線状のレーザービームを照射する。（３）線状のレーザービームを照射直後にヘリウムと水の混合ガスを吹き付けて急冷して分子レベルのスクライブラインを形成する。（４）スクライブライン両側を再度レーザー照射することで生ずる熱応力で切断分離する。
【００２０】
切断分離面の研磨は、切断分離面に研磨液を塗布後この研磨液を除去することによって行う。研磨液には、フッ酸、塩酸、硫酸、硝酸及びリン酸から選ばれる一種又は二種以上を含有する研磨液を使用すると良い。これらの濃度は、１〜５５重量％研磨液に含有していると良い。また、フッ酸を主成分としていることが好適である。
【００２１】
前記研磨液は、粘度が５×１０−１〜５×１０５Pa・sの範囲であることが好適である。この粘度は、研磨する温度でこの粘度範囲内であれば良い。この粘度範囲の研磨液であれば、切断分離面の欠けやヒビ等を除去する間に研磨液がたれ流れることがなく、切断分離面以外が研磨液によって研磨されることが防止される。また、切断分離面の欠けやヒビの内部に研磨液が進行することが防止され、欠けやヒビの深さが研磨液によって成長することを抑制することができる。
【００２２】
研磨液の粘度を５×１０−１〜５×１０５Pa・sに調製するには、マグネシウム化合物、界面活性剤、凝集剤、吸水ポリマー、消泡剤、尿素、天然の糖類、接着剤等から選ばれる１種または２種以上の増粘剤を含有させて調製すると良い。マグネシウム化合物としては、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、クエン酸マグネシウム、酢酸マグネシウムを例示することができる。界面活性剤としては、エステル系、フェノール系、アミド系、脂肪酸エステル系、リン酸エステル系、スルホン酸系、ノニオン系、アミン系、エーテル系、高分子アルコールを例示することができる。凝集剤は、アニオン系、シアノール系等、特に限定されるものではない。吸水ポリマーは、合成または天然の吸水ポリマーであっても良い。このうち、硫酸マグネシウム及びアミン系界面活性剤を研磨液に含有させることが好ましい。
【００２３】
本発明で使用する研磨液は、水を主溶媒として使用すると良いが、水に対する溶解度が小さい増粘剤を使用する場合には、水にエタノール等の有機溶媒を水に添加して溶媒として使用することもできる。
【００２４】
図１は、ガラス基板の切断分離面に研磨液を塗布した場合のガラス基板形状変化を表す平面模式図である。図１（ａ）は、ガラス基板に研磨液を塗布した直後のガラス研磨が進行していないガラス基板を表す平面図である。このガラス基板１では、略矩形ガラス基板の角形状は、直角形状に近い形状をとる。また、側面は、切断分離時に生じたガラス欠けやヒビ等により、全体的に凹凸を伴っている。図１（ｂ）は、研磨液によりガラス基板切断分離面の研磨が進行したガラス基板１を表す平面図である。この研磨が進行したガラス基板１の角形状は、ガラス基板の角が面取りされ、安全性の高い曲面又は鈍角形状をとることになる。また、側面の凹凸も研磨により除去されたものとなっている。
【００２５】
ガラス基板の切断分離面への研磨液の塗布は、ガラス基板の稜線部にも塗布することが好ましい。稜線に研磨液を塗布することによって、稜線を形成する角の面取りを行うことができる。また、図１では、切断分離面４面に研磨液を塗布した場合を示しているが、必要に応じて、１〜３面の切断分離面に研磨液を塗布して研磨しても良い。
【００２６】
研磨液を塗布した状態を保持する研磨時間及び研磨温度は、ガラス基板の厚み、ガラス基板の切断分離条件等によって適宜変更することになる。
【００２７】
研磨後、切断分離面に塗布された研磨液は洗浄することによって取り除かれる。この洗浄は、水等の洗浄液にガラス基板を浸漬することによって除去することも可能であるが、研磨液塗布面へ洗浄液の噴射等の洗浄液とガラス基板との接触時間を短時間とする洗浄方法が好ましい。洗浄液への浸漬であれば、短時間の洗浄液への浸漬で研磨液を除去する必要がある。研磨液が洗浄液に溶け出すことで、切断分離面以外の研磨する必要性のないガラス基板表面を研磨することになるからである。また、洗浄前にスクレイバーで、ある程度の研磨液を除去しておいても良い。
【００２８】
本発明に係るＦＰＤ用ガラス基板は、ガラス板単層又は積層構造をとっている。図２は、ＦＰＤ用ガラス基板であるＴＦＴ液晶ディスプレイ用ガラス基板の一例を示した断面模式図である。ガラス基板は、ガラス表面に多層形成したガラス板２、９間に液晶１４を注入した構造をとる。
【００２９】
一方のガラス板２の液晶ディスプレイ画像表示面となる正面側（図の上方側）には、偏光板８をガラス表面に積層している。背面側には、カラーフィルター層４がブラックマトリクス層３に区分けされつつ積層されている。カラーフィルター層４には、透明樹脂からなるオーバーコート層５が積層され、次いで透明電極（ＩＴＯ膜）層６及びポリイミドからなる配向膜層７が形成されている。
【００３０】
他方のガラス基板９には、画像表示面方向に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）層１０及びＩＴＯ膜層１１が順次積層されている。その透明電極層１１には、配向膜層１２が積層された構造をとっている。ガラス板の画像表示方向と逆方向面には、偏光板１３が積層される。
【００３１】
本発明に係るＦＰＤ用ガラス基板を、ＦＰＤに組み込むことによって、本発明に係るＦＰＤを製造することができる。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明を実施例に基づき更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
（実施例１）ガラス基板を切断分離後、切断分離面に研磨液を塗布し切断分離面の研磨を行った。詳細は、以下の条件で行った。
[ガラス基板]ガラス成分として、ＳｉＯ2５７％、Ａｌ2Ｏ3１７％、Ｂ2Ｏ3７％を含む厚み１１００μｍのガラス基板を使用した。
[切断分離]ダイヤモンドカッターでガラス基板表面に４ｃｍ×６ｃｍの矩形スクライブラインを形成後、スクライブラインの直上から加圧して、ガラス基板の側面４辺ともに切断分離面となるようにガラス基板を切断分離した。
[研磨液]研磨成分としてフッ酸を、増粘剤として硫酸マグネシウムを、溶媒として水を使用して、フッ酸濃度３０重量％、硫酸マグネシウム濃度３０重量％の研磨液を調製した。この研磨液の粘度は、Ｂ型粘度計を用いて、ローターＮｏ．４、回転数０．３ｒｐｍ、液温２０℃の条件で測定したところ、５×１０2Pa・sであった。
[研磨方法]切断分離したガラス基板の切断分離面４辺に研磨液を塗布した。塗布は、室温２０℃の条件で行い、塗布後１０分間放置した。次いで、スクレイバーで研磨液をガラス基板から除去した後に、さらに水を噴射してガラス基板を洗浄した。
（比較例１）ガラス基板の側面４辺ともに切断分離面となるようにガラス基板を切断分離した。ガラス基板及び切断分離条件は、実施例１と同様にした。
【００３３】
実施例１及び比較例１の顕微鏡観察を行ったところ、実施例１のガラス基板の切断分離面は滑らかであり、ガラス基板の角形状は、面取りされていることが確認された。一方、比較例１のガラス基板は、切断分離面にガラス欠けやヒビが存在していた。また、ガラス基板の角形状は、略直角形状をとっていた。このことから、切断分離面の研磨によって、欠けやヒビ等が取り除かれ、かつ、ガラス基板の角が面取りされた安全性の高いガラス基板が得られたことになる。
【００３４】
次に、実施例１及び比較例１のガラス基板強度を測定した。ガラス基板強度は、次の通り測定した。図３は、ガラス強度測定状態を表す参考図である。測定試料ガラス基板をガラス製加圧受け台１６に設置する。このとき、加圧受け台の設置間隔（Ｌ１）が４９ｍｍ、加圧受け台の縦横長さ（Ｌ２）が４０ｍｍ、加圧受け台の高さ（Ｌ３）が８．４ｍｍである。そして、ステンレス製加圧冶具１７（縦（Ｌ４）が５０ｍｍ、横（Ｌ５）が２．０ｍｍ、高さ（Ｌ６）が１０ｍｍ）をガラス板１５の中心線上垂直方向から速度０．５ｍｍ／ｍｉｎ．で加圧し、ガラス基板１５が破壊する最大加圧を測定した。この最大加圧をガラス基板強度とした。
【００３５】
ガラス基板強度測定結果は、実施例１のガラス基板が測定可能範囲の上限値である３００Ｎを超えていた。一方、比較例１のガラス基板が１５２Ｎであった。いずれにしても、実施例１のガラス基板が比較例１のガラス基板に比べて約２倍以上のガラス基板強度であることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】ガラス基板の切断分離面に研磨液を塗布した場合のガラス基板形状変化を表す平面模式図である。
【図２】ＴＦＴ液晶ディスプレイ用ガラス基板の一例を示した断面模式図である。
【図３】ガラス強度測定状態を表す参考図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  ガラス基板
【図１】
2005162519.tif 000002
【図２】
2005162519.tif 000003
【図３】
2005162519.tif 000004