JP2004307318A - ガラスの切断分離方法、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 - Google Patents

ガラスの切断分離方法、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 Download PDF

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Abstract

【課題】
切断分離に伴うガラスのひび割れを抑制して、高寸法精度のガラス基板を提供すること。
【解決手段】
ガラス表面へのスクライブライン形成後、ケミカル処理を行う。その後、機械的または熱的応力によってガラスを切断分離する。または、スクライブライン形成に変えて、ガラス表面に切断分離パターンに対応したマスキングを施した後、ケミカル処理を行って切断分離パターンに対応した溝を形成することによってガラスを切断分離する。

Description

本発明は、ガラスの切断分離方法に関するものであって、特に、ガラス板の切断分離方法に関する。
液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、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の生産に用いられるガラス基板は、そのガラス基板よりも大きなガラス板（以下、「母材」と称する）を原材料にしている。ガラス基板は、母材を切断分離する方法によって製造されている。例えば、図１のように、１５型モニターに使用する液晶ディスプレイ用ガラス基板は、５５０ｍｍ×６５０ｍｍの母材から４面とれることになる。ガラス基板は、１枚の母材を切断分離することで得ることができる。また、ガラス表面に膜が形成されたガラス板を母材として、これを切断分離することでも得ることができる。
他方で、小型液晶ディスプレイ用のガラス基板を製造する場合、貼り合わせガラス基板を、直接、切断分離する方法が重要な切断方法である。なぜなら、液晶ディスプレイ用ガラス基板は、２枚のガラスをシール剤で貼り合わせた構成をとるからである。ここで、液晶ディスプレイ用ガラス基板は、２枚のガラス基板間に液晶を封入することができるセル１を有する。
母材の切断分離は、非特許文献１及び２に開示されている。非特許文献１及び非特許文献２に開示されている母材の切断分離は、母材表面にスクライブラインを形成するスクライブ工程と、このスクライブラインに機械的または熱的応力を加える工程からなる。この切断分離する方法は、スクライブ・ブレーク法という方法である。
三宅泰明、スクライブ・ブレーク技術、「月刊ＦＰＤ Ｉｎｔｅｌｉｇｅｎｃｅ増刊号 第４世代のＬＣＤ製造・検査技術」、株式会社プレスジャーナル、平成１２年１月２０日発行、ｐ．８５−８９ 山本健、クリーンルーム内での使用を可能にする光配向装置とレーザー応用ガラス分断装置、「月刊ＦＰＤ Ｉｎｔｅｌｉｇｅｎｃｅ１９９９．４」、株式会社プレスジャーナル、ｐ．２８−３１
非特許文献１に記載されている切断分離方法は、一般的なスクライブ・ブレーク法である。このスクライブ・ブレーク法は、スクライブライン形成工程と機械的応力を加える工程からなる。スクライブライン形成工程は、ダイヤモンドや超硬合金製のホイールカッターで母材表面を引っ掻いて、スクライブラインを形成する工程である。この工程で形成されるスクライブラインの深さは、母材板厚の１０〜１５％程度の深さである。機械的応力を形成する工程は、スクライブライン形成部位に機械的応力を加える工程である。この工程で、母材からガラス基板が切断分離する。
非特許文献２に記載されている切断分離方法は、スクライブライン形成工程と熱的応力を加える工程からなる。この切断分離方法は、米国ＡＣＣＵＤＹＮＥ社のガラス切断装置において採用されている方法である。スクライブラインの形成工程は、（１）金属箔で母材の端に小さな傷を形成、（２）その傷に線状のレーザービームを照射、（３）レーザービーム照射直後に、ヘリウムと水の混合ガスを母材に吹き付けて急冷、の各工程からなる。このスクライブライン形成工程で、分子レベルのスクライブラインが母材に形成する。熱的応力を加える工程は、スクライブラインの両側にレーザーを照射した後、ヘリウムと水の混合物を吹き付けて冷却する工程である。このレーザー照射とその直後の冷却によって、スクライブラインに熱応力が生じ、母材からガラス基板が切断分離する。
しかしながら、非特許文献１に記載されている切断分離方法では、次の問題がある。第一の問題は、スクライブライン形成時に母材表面及び母材表面付近にひび割れが生ずる。このひび割れが原因で、スクライブ時および切断分離時にガラスカレットが生じやすい。第二の問題は、スクライブライン形成時に、スクライブライン交差部には、ひびが多く発生する。このひびが原因で、切断分離時に母材ガラスの割れが発生しやすい。この割れによって、切断分離されたガラス基板は、ガラス基板のエッジ強度が弱いことが問題である。第三の問題は、ガラス基板のエッジ強度を向上させるには、ガラス基板の面取りを行う必要がある。面取りで生じたガラス粉等を除去するために、洗浄を行う必要がある。つまり、ガラス基板の切断分離方法としては、生産性が低いことが問題である。
一方、非特許文献２に記載されている切断分離方法は、クリーンプロセス、高い生産性、かつ切断分離後の面取り処理が不要であるとの効果が期待されている。しかし、切断精度が低いこと及び切断分離処理スピードの遅さが問題である。また、非特許文献２に開示されているＡＣＣＵＤＹＮＥ社の切断装置は、高価であるため、汎用できるものではない。
ところで、ガラス割れは、母材表面に始めから存在する微細な傷を起点に生ずるものである。従って、母材に比べて、ガラス基板自体の表面の傷を減少させれば、ガラス強度の向上とガラス割れ防止になる。ガラス基板表面の傷を除去する研磨処理工程を設けた場合、ガラス基板切断分離の生産性が低くなってしまう。一方で、母材の切断分離工程中にガラス表面の傷を減少させることができれば、ガラス基板切断分離の生産性は、低くならない。このような切断分離工程中に、母材表面の傷を減少する技術提供が期待されている。
本発明の目的は、ガラスカレット発生およびガラス割れを抑制し、ガラス基板寸法を高精度とするガラスの切断分離方法を提供することである。即ち、本発明は、スクライブライン形成時の平面クラックを除去することが出来るガラスの切断分離方法の提供をすること、又はスクライブライン形成をひび割れの発生なしに行うガラスの切断分離方法の提供をすることを目的とする。
本発明は、ガラスの表面にスクライブラインを形成した後、ケミカル処理を行うことを特徴とするガラスの切断分離方法である。
また、本発明は、ガラス表面に切断分離パターンに対応したマスキングを施した後、ケミカル処理を行って切断分離パターンに対応した溝を前記ガラス表面に形成することを特徴とするガラスの切断分離方法である。このマスキングを行う切断分離方法によれば、スクライブラインに相当する溝（以下、単に「溝」と称する）を形成することができる。
本発明によれば、機械的応力又は熱的応力を加えて母材を切断分離した場合であっても、スクライブライン又は溝（以下、「スクライブライン等」と称する）に応力が集中することになる。その結果、切断分離時のガラスカレット発生及びガラス割れを抑制することができる。
また本発明によれば、切断分離後に切断面処理工程の必要性が小さい。これは、ガラス基板の切断分離を安価にすることができることを意味する。また、ガラスの切断分離の生産性が向上することを意味する。また、マスキングされていない母材表面の傷は、ケミカル処理によって減少するので、ガラス基板の強度を向上させることが可能となる。
溝を形成する切断分離方法の場合、溝形成時に、母材に対して外部応力が加わることがない。そのため、溝形成時にガラスのひびや割れが生じることがない。また、任意の溝形成が可能であるので、高寸法精度のガラス基板を提供するものとなる。
前記マスキングを施す方法としては、スクリーン印刷法、ラミネートフィルム加工法またはレジスト塗布フォトリソ法などがある。マスキングは、ケミカル処理液に対して耐薬品性があるマスキング剤を使用することによって行われることが好ましい。
前記ケミカル処理が、ケミカル処理液をガラス表面に接触させることにより行うべきである。好適には、ケミカル処理液にガラスを浸漬することである。
前記ケミカル処理を、ケミカル処理液に母材を浸漬する場合、ケミカル処理液中に気泡又は噴流を発生させることが好適である。この場合、ケミカル処理液を攪拌する効果を得ることができる。気泡を発生させた場合には、ケミカル処理液中に生ずる生成物がガラスに付着することを防止することができる。
前記ケミカル処理は、ケミカル処理液がガラス表面に沿って流動するものであると良い。例えば、前記気泡又は噴流をガラス表面に沿って流動させることで、ケミカル処理液をガラス表面に沿って流動させることができる。この場合、母材表面に存在する傷を減少させる効果が大きい。
また、前記ケミカル処理は、ケミカル処理液をスクライブライン等形成部に流れ込ませるものであっても良い。例えば、前記気泡又は噴流をスクライブライン等形成部に流れ込ませることで、ケミカル処理液をスクライブライン等形成部に流れ込ませることができる。ケミカル処理液をスクライブライン等形成部に流れ込ませた場合、スクライブライン等の深さを深くする作用が大きい。
また、前記ケミカル処理は、ガラス表面にケミカル処理液を吹き付け、ガラス表面にケミカル処理液蒸気を吹き付け、又はガラス表面をケミカル処理液蒸気に暴露するものであっても良い。
前記ケミカル処理の後、スクライブライン等に機械的又は熱的応力を加えてガラスを切断分離すると良い。
前記機械的応力を加えてガラスを切断分離するには、前記ケミカル処理の後、ガラス表面のスクライブライン等を中心にガラスを引っ張り、ガラスを切断分離すると良い。
また、前記機械的応力を加えてガラスを切断分離するには、前記ケミカル処理の後、ガラス表面のスクライブライン等の形成面方向又は当該形成面の対向面方向から圧力を加え、スクライブライン等に機械的応力を加えてガラスを切断分離することが好ましい。このうち、スクライブライン等形成面方向から圧力を加えることが好適である。
前記熱的応力を加えてガラスを切断分離するには、前記ケミカル処理の後、ガラス表面のスクライブライン等の両側にレーザーを照射してガラスを切断分離すると良い。
本発明は、前記切断分離方法を使用して製造されたフラットパネルディスプレイ用ガラス基板である。
本発明は、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。
本発明によれば、ガラス基板の切断分離によるガラスのひび割れを抑制することができる。その結果、液晶用ディスプレイガラス基板の寸法精度を高めることが可能である。また、マスキングを行わなかったガラス表面の傷を減少させることで、ガラス基板強度を向上させることができる。
以下に本発明の切断分離方法の実施形態を説明する。本発明のガラスの切断分離方法は、母材表面へのスクライブライン形成工程、ケミカル処理工程及び母材の切断分離工程からなる。また、本発明のガラスの切断分離は、スクライブライン形成工程及びケミカル処理工程に変えて、溝形成工程を行うことでも可能である。溝形成工程は、母材表面に切断分離パターンに対応したマスキングを施した後、ケミカル処理を行うことによって行われる。
本発明の方法で切断分離できるガラスは、一枚のガラス基板を使用する。また、液晶ディスプレイガラス基板を製造する場合には、２枚のガラス基板をシール材で貼り合わせたガラス基板を母材に使用することが出来る。この貼り合わせガラスには、液晶ディスプレイガラス基板に必要な、カラーフィルター層等が形成されているのが通常である。
母材表面にスクライブラインを形成するには、従来技術と同様に、ダイヤモンドカッターまたは超硬合金製のホイールカッターで形成することができる。このスクライブラインの形成は、ダイヤモンドカッター又は超硬合金製のホイールカッターで母材表面に線を刻み付けることにより行なわれる。
また、スクライブラインの形成は、従来技術で行われているＡＣＣＵＤＹＮＥ社の切断分離装置が採用している方法と同じ方法を採用することができる。つまり、（１）母材の端に金属箔等で傷を形成する。（２）次に線状のレーザービームをこの傷に照射する。（３）この直後、ヘリウムと水の混合ガスを母材に吹き付けて、母材を急冷する。この（１）〜（３）の作業によっても母材表面にスクライブラインを形成することができる。
母材表面の溝は、母材表面にマスキングを行い、その後に、ケミカル処理を行うことで形成する。このマスキングは、マスキング剤を使用して、切断分離パターンに対応したマスキングを行う。マスキング剤としては、ケミカル処理液に腐食されないものを使用することが好ましい。マスキング方法は、スクリーン印刷法、ラミネートフィルム加工法又はレジスト塗布フォトリソ法等がある。
スクリーン印刷法とは、マスキング剤の通る部分と通らない部分を備えたスクリーンを母材表面に当接して、マスキング剤の通る部分からマスキング剤を押し出しガラス表面にマスキングをする方法である。ラミネートフィルム加工法とは、片面に粘着層を形成したフィルムをマスキング剤として使用し、このマスキング剤を母材表面に貼り付ける方法である。レジスト塗布フォトリソ法とは、フォトレジストをマスキング剤に使用し、これを母材表面に塗布後、光を照射してマスキングを行う方法である。
なお、貼り合わせガラス基板の一方にスクライブライン等を形成した場合、他方のガラス基板へのスクライブライン等の形成は、前記スクライブライン等の真下に形成することが通常である。真下に形成しない場合には、切断後の貼り合せガラス基板は、縦断面が階段状の形状をとることになる。この階段状の形状を取れば、階段形状の下段部分を、ガラス基板と他の部材との接合固定部として利用することができる。
ケミカル処理は、ケミカル処理液に母材ガラスを接触させることによって行われる。
ケミカル処理液は、ガラス溶解性の薬品を含む液体を使用すべきである。このケミカル処理液は、フッ化水素酸を含有する水溶液が好適である。このフッ化水素酸水溶液に、さらに、フッ化水素酸塩、無機酸及び有機酸のうち一種以上を含有させることが好ましい。
フッ化水素酸塩としては、例えば、フッ化アンモニウム、フッ化カリウム、フッ化ナトリウムがある。無機酸としては、例えば、塩酸、硫酸、リン酸、硝酸がある。有機酸としては、例えば、酢酸、コハク酸がある。また、ケミカル処理液に、陰イオン系界面活性剤及び両性界面活性剤のうち１種以上添加しても良い。陰イオン系界面活性剤としては、スルホン酸塩系界面活性剤等がある。両性界面活性剤としては、例えば、アミン系界面活性剤がある。
上記ケミカル処理液中の各薬品の主な作用は、次の通りである。フッ化水素酸及びフッ化水素酸塩は、ガラスを化学的にエッチングすることである。無機酸、有機酸、陰イオン系界面活性剤及び両性界面活性剤は、ケミカル処理液中に生ずる生成物が、ガラス表面に付着することを防止することである。
母材をケミカル処理液に接触させる時間及びケミカル処理液温度は、母材ガラスの組成、ガラスの厚みによって適宜変更することになる。
ケミカル液を母材に接触させるには、例えば、次の（１）〜（４）方法が挙げられる。
（１）ケミカル処理液に母材を浸漬。
（２）ケミカル処理液を母材に吹き付け。
（３）ケミカル処理液蒸気を母材に吹き付け。
（４）ケミカル処理液蒸気中への母材を暴露。
ケミカル処理液へ母材を浸漬する場合、ケミカル処理液中に気泡又はケミカル処理液の噴流を発生させることが好適である。前記気泡又はケミカル処理液の噴流を発生させるには、ケミカル処理液貯留槽の底部に気泡発生装置又はケミカル処理液の噴射装置を設けることが良い。この場合、ケミカル処理液を攪拌する効果を得ることができる。気泡発生装置を設けた場合、ケミカル処理液中の生成物をケミカル処理液面に上昇させて、この生成物がガラスに付着することを防止することができる。
気泡又は噴流の流れは、ケミカル処理液の流れと同じである。また、ガラス表面の傷部分は、凹状となっているので、この凹状部分のケミカル処理液は、ケミカル処理液の流れにさらされにくい。そのため、凹状部分のケミカル処理液は、静止状態になってエッチング反応の速度が遅くなりやすい。その結果、凹部以外の部分が先立ってエッチングされることで、ガラス表面の傷が減少する効果が生じる。従って、ケミカル処理液がガラス表面に沿って流動すれば、ガラス表面の傷を減少させる効果が大きい。ケミカル処理液の流動が、ガラス表面に対して実質的に平行な流動に近づくにつれて、ガラス表面の傷を減少させる効果が増す。
また、ガラス基板の角を面取りする効果が生ずる。この効果は、ケミカル処理を行うことで得られるものである。上記ガラス表面にケミカル処理液が実質的に平行に流れる場合、ガラス基板の角を面取りする効果が特に大きくなる。
一方、ケミカル処理液をスクライブライン等形成部に流れ込ませる場合、この形成部分のケミカル処理液は、流動状態になってエッチング反応の速度が速くなるので、スクライブライン等の深さを深くする作用が大きくなる。ガラス表面に対して実質的に垂直方向から、ケミカル処理液をスクライブライン等に流れ込ませた場合、スクライブライン等の深さを深くする作用が一層大きくなる。また、ケミカル処理液をスクライブライン等に流れ込ませる場合でも、ガラス基板の角を面取りする効果が生ずる。
ケミカル処理液貯留槽の底部に気泡発生装置又はケミカル処理液噴射装置を設けた場合、母材をケミカル処理液に浸漬する方法は、次の観点から選択される。
ガラス表面の傷を減少させる効果を大きくしたい場合には、母材ガラス板をケミカル処理液の液面に対して垂直に浸漬することになる。スクライブライン等の深さを深くする効果を大きくしたい場合には、母材ガラス板をケミカル処理液の液面に対して平行にして浸漬することになる。また、母材をケミカル処理液の液面に対して、斜めにして浸漬しても良い。
ケミカル処理を行った後、母材を切断分離する。この切断分離方法としては、機械的または熱的な応力を加えてガラスを切断分離すると良い。
機械的応力によって切断分離する方法としては、引っ張り又は加圧することによって切断分離する方法がある。引っ張りによってガラスを切断分離する方法は、スクライブライン等を中心にガラスを引っ張って切断分離する方法である。一方、加圧する方法は、スクライブライン等に加圧して切断分離する方法である。この加圧する方法が、切断分離する方法として好ましい。
加圧する方法の場合、スクライブライン等の形成面方向又は当該形成面の対向面方向の何れから加圧しても良い。好適には、スクライブライン等の形成面方向から加圧することである。図２は、スクライブライン等の形成面方向から加圧する状態の例を図示したものである。母材２は、２個の載置台４に架渡すように設置される。次いで、スクライブライン等３の真上から加圧治具５によって加圧して、母材を切断分離することができる。
スクライブライン等の形成面方向から加圧して母材を切断分離した場合、スクライブライン形成面と対向する面方向から加圧するよりも、小さな加圧で母材を切断分離することができる。また、深さの浅いスクライブライン等であっても、切断面の平滑性を維持したまま、母材を切断分離することができる。例えば、ケミカル処理を行って深さ２００μｍの溝を形成した４０ｍｍ×６０ｍｍ×０．７ｍｍのアルミノホウケイ酸ガラスを切断分離する場合、溝が形成された面の対向面方向から加圧すれば、３０００ｇ以上の加圧が必要であることが確認されている。一方、溝が形成された面方向から加圧する場合には、１５００〜２０００ｇ以下の加圧で、ガラスが切断分離したことが確認されている。
つまり、小さな加圧で済むため、迅速な切断分離を行うことができる。また、スクライブライン等以外に圧力が分散することが少ないので、切断分離時にガラスのひび割れが発生することを防止することができる。
なお、ガラスと当接する加圧治具は、平板であると良い。好適には、板厚がより薄い板を使用することである。
熱的応力を加える方法としては、例えば、スクライブライン等の両側にレーザーを照射して母材を切断分離する方法がある。この場合、ガラス溶融温度以下のレーザー加熱を行うことになる。
次に、本発明の具体例を実施例に基づき具体的に示す。本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
４００ｍｍ×５００ｍｍ×０．７ｍｍの液晶ディスプレイ用ガラス２枚をシール材で貼り合わせた。その両面をダイヤモンドカッターで深さ約０．０５ｍｍのスクライブラインを形成した。一方のスクライブラインが他方のスクライブラインの真下になるように形成した。次に、貼り合わせたガラスの厚みをケミカル処理によって、０．４ｍｍ程度薄くした。
ケミカル処理は、次の条件で行った。
ケミカル処理液：フッ酸５％、塩酸１０％、硝酸５％の水溶液。
ケミカル処理液への貼り合わせガラスの浸漬：ケミカル処理液の液面にガラスを垂直にして浸漬。
ケミカル処理液への気泡発生：ケミカル処理液貯留槽底部から気泡を発生（ガラス表面と実質的に平行に気泡が流れた）。
ケミカル処理の後、スクライブラインの真上から加圧して、貼り合わせガラスを分断した。
［比較例１］
ケミカル処理を行っていない貼り合わせガラスを切断分離した。ケミカル処理を行っていないこと以外は、実施例１と同様にした。
実施例１と比較例１で得られたガラス基板の顕微鏡観察を行った。図３及び４は、スクライブライン交差部周辺のガラス基板の角形状を観察した模式図である。図５及び６は、ガラス板を分断した分断面を観察した模式図である。そして、図３及び５は、ケミカル処理を行ったガラス基板（実施例１）を観察したものである。図４及び６は、ケミカル処理を行っていないガラス基板（比較例１）を観察したものである。
図３及び４において、黒色部分がガラス基板３である。図３に示されるガラス基板６の角形状は、全くガラスが欠けた状態ではない。一方、図４に示されるガラス基板７の角形状は、ガラスの欠け８が確認できる。このことから、ケミカル処理を行った実施例１のガラス基板の角において、ガラス欠けは、認められなかったことが分かる。一方、ケミカル処理を行っていない比較例１のガラス基板の角において、ガラス欠けが認められたことが分かる。よって、ガラス基板の切断分離において、ケミカル処理を行うことによって、ガラス基板のひび割れが防止されたことが確認されたことになる。
図５において、ガラス切断面９は、平滑な状態であった。一方、図６において、ガラス切断面１１は、平滑ではなく、クラック１３が生じている。
また、図５において、ガラス表面のスクライブライン１０は、直線状の形状をとっている。一方、図６において、深くなっている凹部は、黒色で示されている。つまり、ガラス表面のスクライブライン１２は、凹凸の激しい形状をとっている。凹凸の激しさは、ガラス基板の切断分離時にガラス割れや欠けが生じたことを示している。従って、ケミカル処理を行うことで、スクライブライン形成時に生じたガラスのひび割れを除去したことが確認できたことになる。
また、実施例１のガラス板において、スクライブライン形成部の角形状は、面取りされていることが確認された（不図示）。一方、比較例１のガラス板において、スクライブライン形成部の角形状は、直角又は鋭角形状であることが確認された（不図示）。
さらに、実施例１及び比較例１で得られたガラス基板の強度を測定した。ガラス基板強度の測定は、次の条件で測定した。図７は、測定方法を図示したものである。
（１）２個の４０ｍｍ（Ｌ２）×４０ｍｍ（Ｌ３）×８．４ｍｍ（Ｌ４）のガラス板載置台１５を、４９ｍｍの間隔（Ｌ１）で平行に設置した。
（２）試料ガラス板１４を、載置台１５に設置した。
（３）ステンレス製加圧冶具１６（５０ｍｍ（Ｌ５）×２．０ｍｍ（Ｌ６）×１０ｍｍ（Ｌ７））を、試料ガラス板の中心線上垂直方向から加圧した。加圧治具の速度は、０．５ｍｍ／ｍｉｎ．であった。
（４）試料が破壊するまでの最大加圧を測定した。
（５）前記最大加圧が、ガラス基板の強度とした。
実施例１のガラス基板の強度は、１５００ｇであった。一方、比較例１のガラス基板の強度は、１０００ｇであった。つまり、ガラス基板強度が向上したことが分かる。
４００ｍｍ×５００ｍｍ×０．７ｍｍの液晶ディスプレイ用ガラス２枚をシール材で貼り合わせた。この貼り合わせガラスの、両面及び側面にマスキングを行った。このマスキングには、ラミネートフィルムを使用した。次に、マスキングしたラミネートフィルムを、幅０．２ｍｍの帯状に剥離した。剥離部分は、溝を形成する部分である。このラミネートフィルム剥離は、貼り合わせガラスの上面と下面に行った。上面のラミネートフィルム剥離部分の真下に、下面のラミネートフィルム剥離を行った。
次に、ケミカル処理を行った。ケミカル処理液及びケミカル処理液への気泡発生条件は、実施例１と同様にして行った。ケミカル処理液への貼り合わせガラスの浸漬は、ケミカル処理液の液面と貼り合せガラスの表面が平行になるようにした。つまり、気泡が、貼り合せガラスに対して、垂直方向から衝突するように浸漬した。ケミカル処理は、深さが０．０５ｍｍの溝が形成されるまで行った。
その後、加圧して、貼り合わせガラスを切断分離した。以上の操作によって得られたガラス基板の顕微鏡観察を行った。この結果、ガラス基板端面にひび割れがないことが確認された。また、分断面が滑らかであることが確認された。
実施例１と同じ方法で、この実施例２で得られたガラス基板の強度測定を行った。ガラス基板強度は、１５００ｇであった。
ラミネートフィルムの剥離方法だけ実施例２と異なる方法で、ガラス基板を切断分離した。貼り合せガラス基板の上面と下面のラミネートフィルム剥離を平行にした。その上、貼り合せガラス基板の上面と下面のラミネートフィルム剥離を、貼り合せガラスを垂直方向から見た剥離間隔が０．２ｍｍとなるように行った。
実施例３で得られたガラス基板の顕微鏡観察を行った。その結果、ガラス基板端面のひび割れ及び分断面のひび割れ発生が抑制されていることが確認された。分断面が滑らかであることが確認された。また、ガラス基板の側面を顕微鏡観察した。図７は、ガラス基板側面を表した模式図である。ガラス切断部分は、階段形状を形成していることが分かる。
１５型液晶ディスプレイ用ガラス基板を４面取りできるガラス板を図示したものである。 本発明の加圧切断工程を例示した図である。 本発明の切断分離方法により得られるガラス基板表面形状を顕微鏡で観察（５０倍率）したときの模式図である。 スクライブライン形成後ケミカル処理を行わずに切断分離したガラス基板表面形状を顕微鏡で観察（５０倍率）したときの模式図である。 本発明の切断分離方法により得られるガラス基板分断面形状を顕微鏡で観察（５０倍率）したときの模式図である。 スクライブライン形成後ケミカル処理を行わず切断分離したガラス基板分断面形状を顕微鏡観察（５０倍率）したときの模式図である。 ガラス板強度測定方法を図示したものである。 本発明の切断分離方法により、切断分離した貼り合せガラス基板を側面から顕微鏡観察（５０倍率）したときの模式図である。
符号の説明
２ ガラス板
３ スクライブライン又は溝
４ 加圧治具
５ 載置台
６、７ ガラス基板
８ ガラス欠け
９、１１ 分断面
１０、１２ スクライブライン
１３ クラック
１７ 貼り合せガラス基板
本発明は、ガラスの切断分離方法に関するものであって、特に、ガラス板の切断分離方法に関する。また、この切断分離方法を使用して切断分離したガラス板を備えるフラットパネルディスプレイ用ガラス基板及びこ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に関するものである。
この方法によれば、機械的応力又は熱的応力を加えて母材を切断分離した場合であっても、スクライブラインに応力が集中することになる。その結果、切断分離時のガラスカレット発生及びガラス割れを抑制することができる。またこの方法を使用すれば、切断分離後に切断面処理工程の必要性が小さい。これは、ガラス基板の切断分離を安価にすることができること、また、ガラスの切断分離の生産性が向上することを意味する。また、マスキングされていない母材表面の傷は、ケミカル処理によって減少するので、ガラス基板の強度を向上させることが可能となる。
前記ケミカル処理は、ケミカル処理液をガラス表面に接触させることにより行うべきである。好適には、ケミカル処理液にガラスを浸漬することである。ケミカル処理を、ケミカル処理液に母材を浸漬する場合、ケミカル処理液中に気泡又は噴流を発生させることが好適である。この場合、ケミカル処理液を攪拌する効果を得ることができる。気泡を発生させた場合には、ケミカル処理液中に生ずる生成物がガラスに付着することを防止することができる。
前記ケミカル処理は、ケミカル処理液がガラス表面に沿って流動するものであると良い。例えば、前記気泡又は噴流をガラス表面に沿って流動させることで、ケミカル処理液をガラス表面に沿って流動させることができる。この場合、母材表面に存在する傷を減少させる効果が大きい。
また、前記ケミカル処理は、ケミカル処理液をスクライブライン形成部に流れ込ませるものであっても良い。例えば、前記気泡又は噴流をスクライブライン形成部に流れ込ませることで、ケミカル処理液をスクライブライン形成部に流れ込ませることができる。ケミカル処理液をスクライブライン形成部に流れ込ませた場合、スクライブラインの深さを深くする作用が大きい。
また、前記ケミカル処理は、ガラス表面にケミカル処理液を吹き付け、ガラス表面にケミカル処理液蒸気を吹き付け、又はガラス表面をケミカル処理液蒸気に暴露するものであっても良い。
本発明は、ガラス表面に切断分離パターンに対応したマスキングを施した後、前記ガラスを気泡又は噴流を発生させたケミカル処理液中に浸漬することによりケミカル処理を行って、切断分離パターンに対応した溝を前記ガラス表面に形成することを特徴とするガラスの切断分離方法である。
この方法においても、機械的応力又は熱的応力を加えて母材を切断分離しても、スクライブラインに相当する溝（以下、単に「溝」と称する）に応力が集中するので、切断分離時のガラスカレット発生及びガラス割れを抑制することができる。また、切断分離後の切断面処理の必要性が小さく、ガラス基板の切断分離を安価にすることができると共に、ガラスの切断分離の生産性が向上する。その上、マスキングされていない母材表面の傷をケミカル処理によって減少させ、ガラス基板の強度が向上する。更には、溝形成時に、母材に対して外部応力が加わることがないため、溝形成時にガラスのひびや割れが生じることがない。また、任意の溝形成が可能であるので、高寸法精度のガラス基板を提供するものとなる。ケミカル処理液中に気泡を発生させた場合には、ケミカル処理液中に生ずる生成物がガラスに付着することを防止することができる。
前記マスキングを施す方法は、スクリーン印刷法、ラミネートフィルム加工法またはレジスト塗布フォトリソ法などがある。マスキングは、ケミカル処理液に対して耐薬品性があるマスキング剤を使用することによって行われることが好ましい。気泡を発生させた場合には、ケミカル処理液中に生ずる生成物がガラスに付着することを防止することができる。
また、このマスキングを行う切断分離方法において、前記ケミカル処理は、ケミカル処理液がガラス表面に沿って流動するものであると良い。この場合、母材表面に存在する傷を減少させる効果が大きい。またケミカル処理液を溝形成部に流れ込ませるものであっても良い。例えば、前記気泡又は噴流を溝形成部に流れ込ませることで、ケミカル処理液を溝形成部に流れ込ませることができる。ケミカル処理液を溝形成部に流れ込ませた場合、溝の深さを深くする作用が大きい。
本発明は、ガラス表面に切断分離パターンに対応したマスキングを施した後、ガラス表面にケミカル処理液を吹き付け、ガラス表面にケミカル処理液蒸気を吹き付け、又はガラス表面をケミカル処理液蒸気に暴露して、ケミカル処理を行って切断分離パターンに対応した溝を前記ガラス表面に形成することを特徴とするガラスの切断分離方法である。
なお、貼り合わせガラス基板の一方にスクライブライン又は溝（以下、「スクライブライン等」と称する）を形成した場合、他方のガラス基板へのスクライブライン等の形成は、前記スクライブライン等の真下に形成することが通常である。真下に形成しない場合には、切断後の貼り合せガラス基板は、縦断面が階段状の形状をとることになる。この階段状の形状を取れば、階段形状の下段部分を、ガラス基板と他の部材との接合固定部として利用することができる。

本発明は、ガラスの切断分離方法に関するものであって、特に、ガラス板の切断分離方法に関する。また、この切断分離方法を使用して切断分離したガラス板を備えるフラットパネルディスプレイ用ガラス基板及びこ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に関するものである。
液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、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の生産に用いられるガラス基板は、そのガラス基板よりも大きなガラス板（以下、「母材」と称する）を原材料にしている。ガラス基板は、母材を切断分離する方法によって製造されている。例えば、図１のように、１５型モニターに使用する液晶ディスプレイ用ガラス基板は、５５０ｍｍ×６５０ｍｍの母材から４面とれることになる。ガラス基板は、１枚の母材を切断分離することで得ることができる。また、ガラス表面に膜が形成されたガラス板を母材として、これを切断分離することでも得ることができる。
他方で、小型液晶ディスプレイ用のガラス基板を製造する場合、貼り合わせガラス基板を、直接、切断分離する方法が重要な切断方法である。なぜなら、液晶ディスプレイ用ガラス基板は、２枚のガラスをシール剤で貼り合わせた構成をとるからである。ここで、液晶ディスプレイ用ガラス基板は、２枚のガラス基板間に液晶を封入することができるセル１を有する。
母材の切断分離は、非特許文献１及び２に開示されている。非特許文献１及び非特許文献２に開示されている母材の切断分離は、母材表面にスクライブラインを形成するスクライブ工程と、このスクライブラインに機械的または熱的応力を加える工程からなる。この切断分離する方法は、スクライブ・ブレーク法という方法である。
三宅泰明、スクライブ・ブレーク技術、「月刊ＦＰＤ Ｉｎｔｅｌｉｇｅｎｃｅ増刊号 第４世代のＬＣＤ製造・検査技術」、株式会社プレスジャーナル、平成１２年１月２０日発行、ｐ．８５−８９ 山本健、クリーンルーム内での使用を可能にする光配向装置とレーザー応用ガラス分断装置、「月刊ＦＰＤ Ｉｎｔｅｌｉｇｅｎｃｅ１９９９．４」、株式会社プレスジャーナル、ｐ．２８−３１
非特許文献１に記載されている切断分離方法は、一般的なスクライブ・ブレーク法である。このスクライブ・ブレーク法は、スクライブライン形成工程と機械的応力を加える工程からなる。スクライブライン形成工程は、ダイヤモンドや超硬合金製のホイールカッターで母材表面を引っ掻いて、スクライブラインを形成する工程である。この工程で形成されるスクライブラインの深さは、母材板厚の１０〜１５％程度の深さである。機械的応力を形成する工程は、スクライブライン形成部位に機械的応力を加える工程である。この工程で、母材からガラス基板が切断分離する。
非特許文献２に記載されている切断分離方法は、スクライブライン形成工程と熱的応力を加える工程からなる。この切断分離方法は、米国ＡＣＣＵＤＹＮＥ社のガラス切断装置において採用されている方法である。スクライブラインの形成工程は、（１）金属箔で母材の端に小さな傷を形成、（２）その傷に線状のレーザービームを照射、（３）レーザービーム照射直後に、ヘリウムと水の混合ガスを母材に吹き付けて急冷、の各工程からなる。このスクライブライン形成工程で、分子レベルのスクライブラインが母材に形成する。熱的応力を加える工程は、スクライブラインの両側にレーザーを照射した後、ヘリウムと水の混合物を吹き付けて冷却する工程である。このレーザー照射とその直後の冷却によって、スクライブラインに熱応力が生じ、母材からガラス基板が切断分離する。
しかしながら、非特許文献１に記載されている切断分離方法では、次の問題がある。第一の問題は、スクライブライン形成時に母材表面及び母材表面付近にひび割れが生ずる。このひび割れが原因で、スクライブ時および切断分離時にガラスカレットが生じやすい。第二の問題は、スクライブライン形成時に、スクライブライン交差部には、ひびが多く発生する。このひびが原因で、切断分離時に母材ガラスの割れが発生しやすい。この割れによって、切断分離されたガラス基板は、ガラス基板のエッジ強度が弱いことが問題である。第三の問題は、ガラス基板のエッジ強度を向上させるには、ガラス基板の面取りを行う必要がある。面取りで生じたガラス粉等を除去するために、洗浄を行う必要がある。つまり、ガラス基板の切断分離方法としては、生産性が低いことが問題である。
一方、非特許文献２に記載されている切断分離方法は、クリーンプロセス、高い生産性、かつ切断分離後の面取り処理が不要であるとの効果が期待されている。しかし、切断精度が低いこと及び切断分離処理スピードの遅さが問題である。また、非特許文献２に開示されているＡＣＣＵＤＹＮＥ社の切断装置は、高価であるため、汎用できるものではない。
ところで、ガラス割れは、母材表面に始めから存在する微細な傷を起点に生ずるものである。従って、母材に比べて、ガラス基板自体の表面の傷を減少させれば、ガラス強度の向上とガラス割れ防止になる。ガラス基板表面の傷を除去する研磨処理工程を設けた場合、ガラス基板切断分離の生産性が低くなってしまう。一方で、母材の切断分離工程中にガラス表面の傷を減少させることができれば、ガラス基板切断分離の生産性は、低くならない。このような切断分離工程中に、母材表面の傷を減少する技術提供が期待されている。
本発明の目的は、ガラスカレット発生およびガラス割れを抑制し、ガラス基板寸法を高精度とするガラスの切断分離方法を提供することである。即ち、本発明は、スクライブライン形成時の平面クラックを除去することが出来るガラスの切断分離方法の提供をすること、又はスクライブライン形成をひび割れの発生なしに行うガラスの切断分離方法の提供をすることを目的とする。
本発明は、ガラスの表面にスクライブラインを形成し、ケミカル処理を行った後、スクライブラインに機械的又は熱的応力を加えてガラスを切断分離することを特徴とするガラスの切断分離方法である。
この方法によれば、機械的応力又は熱的応力を加えて母材を切断分離した場合であっても、スクライブラインに応力が集中することになる。その結果、切断分離時のガラスカレット発生及びガラス割れを抑制することができる。またこの方法を使用すれば、切断分離後に切断面処理工程の必要性が小さい。これは、ガラス基板の切断分離を安価にすることができること、また、ガラスの切断分離の生産性が向上することを意味する。また、マスキングされていない母材表面の傷は、ケミカル処理によって減少するので、ガラス基板の強度を向上させることが可能となる。
前記ケミカル処理は、ケミカル処理液をガラス表面に接触させることにより行うべきである。好適には、ケミカル処理液にガラスを浸漬することである。ケミカル処理を、ケミカル処理液に母材を浸漬する場合、ケミカル処理液中に気泡又は噴流を発生させることが好適である。この場合、ケミカル処理液を攪拌する効果を得ることができる。気泡を発生させた場合には、ケミカル処理液中に生ずる生成物がガラスに付着することを防止することができる。
前記ケミカル処理は、ケミカル処理液がガラス表面に沿って流動するものであると良い。例えば、前記気泡又は噴流をガラス表面に沿って流動させることで、ケミカル処理液をガラス表面に沿って流動させることができる。この場合、母材表面に存在する傷を減少させる効果が大きい。
また、前記ケミカル処理は、ケミカル処理液をスクライブライン形成部に流れ込ませるものであっても良い。例えば、前記気泡又は噴流をスクライブライン形成部に流れ込ませることで、ケミカル処理液をスクライブライン形成部に流れ込ませることができる。ケミカル処理液をスクライブライン形成部に流れ込ませた場合、スクライブラインの深さを深くする作用が大きい。
また、前記ケミカル処理は、ガラス表面にケミカル処理液を吹き付け、ガラス表面にケミカル処理液蒸気を吹き付け、又はガラス表面をケミカル処理液蒸気に暴露するものであっても良い。
前記機械的応力を加えてガラスを切断分離するには、前記ケミカル処理の後、ガラス表面のスクライブラインを中心にガラスを引っ張り、ガラスを切断分離すると良い。
また、前記機械的応力を加えてガラスを切断分離するには、前記ケミカル処理の後、ガラス表面のスクライブラインの形成面方向又は当該形成面の対向面方向から圧力を加え、スクライブラインに機械的応力を加えてガラスを切断分離することが好ましい。このうち、スクライブライン形成面方向から圧力を加えることが好適である。
前記熱的応力を加えてガラスを切断分離するには、前記ケミカル処理の後、ガラス表面のスクライブラインの両側にレーザーを照射してガラスを切断分離すると良い。
本発明は、前記切断分離方法を使用して製造されたフラットパネルディスプレイ用ガラス基板である。
本発明は、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。
本発明によれば、ガラス基板の切断分離によるガラスのひび割れを抑制することができる。その結果、液晶用ディスプレイガラス基板の寸法精度を高めることが可能である。また、マスキングを行わなかったガラス表面の傷を減少させることで、ガラス基板強度を向上させることができる。
以下に本発明の切断分離方法の実施形態を説明する。本発明のガラスの切断分離方法は、母材表面へのスクライブライン形成工程、ケミカル処理工程及び母材の切断分離工程からなる。また、本発明のガラスの切断分離は、スクライブライン形成工程及びケミカル処理工程に変えて、溝形成工程を行うことでも可能である。溝形成工程は、母材表面に切断分離パターンに対応したマスキングを施した後、ケミカル処理を行うことによって行われる。
本発明の方法で切断分離できるガラスは、一枚のガラス基板を使用する。また、液晶ディスプレイガラス基板を製造する場合には、２枚のガラス基板をシール材で貼り合わせたガラス基板を母材に使用することが出来る。この貼り合わせガラスには、液晶ディスプレイガラス基板に必要な、カラーフィルター層等が形成されているのが通常である。
母材表面にスクライブラインを形成するには、従来技術と同様に、ダイヤモンドカッターまたは超硬合金製のホイールカッターで形成することができる。このスクライブラインの形成は、ダイヤモンドカッター又は超硬合金製のホイールカッターで母材表面に線を刻み付けることにより行なわれる。
また、スクライブラインの形成は、従来技術で行われているＡＣＣＵＤＹＮＥ社の切断分離装置が採用している方法と同じ方法を採用することができる。つまり、（１）母材の端に金属箔等で傷を形成する。（２）次に線状のレーザービームをこの傷に照射する。（３）この直後、ヘリウムと水の混合ガスを母材に吹き付けて、母材を急冷する。この（１）〜（３）の作業によっても母材表面にスクライブラインを形成することができる。
母材表面の溝は、母材表面にマスキングを行い、その後に、ケミカル処理を行うことで形成する。このマスキングは、マスキング剤を使用して、切断分離パターンに対応したマスキングを行う。マスキング剤としては、ケミカル処理液に腐食されないものを使用することが好ましい。マスキング方法は、スクリーン印刷法、ラミネートフィルム加工法又はレジスト塗布フォトリソ法等がある。
スクリーン印刷法とは、マスキング剤の通る部分と通らない部分を備えたスクリーンを母材表面に当接して、マスキング剤の通る部分からマスキング剤を押し出しガラス表面にマスキングをする方法である。ラミネートフィルム加工法とは、片面に粘着層を形成したフィルムをマスキング剤として使用し、このマスキング剤を母材表面に貼り付ける方法である。レジスト塗布フォトリソ法とは、フォトレジストをマスキング剤に使用し、これを母材表面に塗布後、光を照射してマスキングを行う方法である。
なお、貼り合わせガラス基板の一方にスクライブライン又は溝（以下、「スクライブライン等」と称する）を形成した場合、他方のガラス基板へのスクライブライン等の形成は、前記スクライブライン等の真下に形成することが通常である。真下に形成しない場合には、切断後の貼り合せガラス基板は、縦断面が階段状の形状をとることになる。この階段状の形状を取れば、階段形状の下段部分を、ガラス基板と他の部材との接合固定部として利用することができる。
ケミカル処理は、ケミカル処理液に母材ガラスを接触させることによって行われる。
ケミカル処理液は、ガラス溶解性の薬品を含む液体を使用すべきである。このケミカル処理液は、フッ化水素酸を含有する水溶液が好適である。このフッ化水素酸水溶液に、さらに、フッ化水素酸塩、無機酸及び有機酸のうち一種以上を含有させることが好ましい。
フッ化水素酸塩としては、例えば、フッ化アンモニウム、フッ化カリウム、フッ化ナトリウムがある。無機酸としては、例えば、塩酸、硫酸、リン酸、硝酸がある。有機酸としては、例えば、酢酸、コハク酸がある。また、ケミカル処理液に、陰イオン系界面活性剤及び両性界面活性剤のうち１種以上添加しても良い。陰イオン系界面活性剤としては、スルホン酸塩系界面活性剤等がある。両性界面活性剤としては、例えば、アミン系界面活性剤がある。
上記ケミカル処理液中の各薬品の主な作用は、次の通りである。フッ化水素酸及びフッ化水素酸塩は、ガラスを化学的にエッチングすることである。無機酸、有機酸、陰イオン系界面活性剤及び両性界面活性剤は、ケミカル処理液中に生ずる生成物が、ガラス表面に付着することを防止することである。
母材をケミカル処理液に接触させる時間及びケミカル処理液温度は、母材ガラスの組成、ガラスの厚みによって適宜変更することになる。
ケミカル液を母材に接触させるには、例えば、次の（１）〜（４）方法が挙げられる。
（１）ケミカル処理液に母材を浸漬。
（２）ケミカル処理液を母材に吹き付け。
（３）ケミカル処理液蒸気を母材に吹き付け。
（４）ケミカル処理液蒸気中への母材を暴露。
ケミカル処理液へ母材を浸漬する場合、ケミカル処理液中に気泡又はケミカル処理液の噴流を発生させることが好適である。前記気泡又はケミカル処理液の噴流を発生させるには、ケミカル処理液貯留槽の底部に気泡発生装置又はケミカル処理液の噴射装置を設けることが良い。この場合、ケミカル処理液を攪拌する効果を得ることができる。気泡発生装置を設けた場合、ケミカル処理液中の生成物をケミカル処理液面に上昇させて、この生成物がガラスに付着することを防止することができる。
気泡又は噴流の流れは、ケミカル処理液の流れと同じである。また、ガラス表面の傷部分は、凹状となっているので、この凹状部分のケミカル処理液は、ケミカル処理液の流れにさらされにくい。そのため、凹状部分のケミカル処理液は、静止状態になってエッチング反応の速度が遅くなりやすい。その結果、凹部以外の部分が先立ってエッチングされることで、ガラス表面の傷が減少する効果が生じる。従って、ケミカル処理液がガラス表面に沿って流動すれば、ガラス表面の傷を減少させる効果が大きい。ケミカル処理液の流動が、ガラス表面に対して実質的に平行な流動に近づくにつれて、ガラス表面の傷を減少させる効果が増す。
また、ガラス基板の角を面取りする効果が生ずる。この効果は、ケミカル処理を行うことで得られるものである。上記ガラス表面にケミカル処理液が実質的に平行に流れる場合、ガラス基板の角を面取りする効果が特に大きくなる。
一方、ケミカル処理液をスクライブライン等形成部に流れ込ませる場合、この形成部分のケミカル処理液は、流動状態になってエッチング反応の速度が速くなるので、スクライブライン等の深さを深くする作用が大きくなる。ガラス表面に対して実質的に垂直方向から、ケミカル処理液をスクライブライン等に流れ込ませた場合、スクライブライン等の深さを深くする作用が一層大きくなる。また、ケミカル処理液をスクライブライン等に流れ込ませる場合でも、ガラス基板の角を面取りする効果が生ずる。
ケミカル処理液貯留槽の底部に気泡発生装置又はケミカル処理液噴射装置を設けた場合、母材をケミカル処理液に浸漬する方法は、次の観点から選択される。
ガラス表面の傷を減少させる効果を大きくしたい場合には、母材ガラス板をケミカル処理液の液面に対して垂直に浸漬することになる。スクライブライン等の深さを深くする効果を大きくしたい場合には、母材ガラス板をケミカル処理液の液面に対して平行にして浸漬することになる。また、母材をケミカル処理液の液面に対して、斜めにして浸漬しても良い。
ケミカル処理を行った後、母材を切断分離する。この切断分離方法としては、機械的または熱的な応力を加えてガラスを切断分離すると良い。
機械的応力によって切断分離する方法としては、引っ張り又は加圧することによって切断分離する方法がある。引っ張りによってガラスを切断分離する方法は、スクライブライン等を中心にガラスを引っ張って切断分離する方法である。一方、加圧する方法は、スクライブライン等に加圧して切断分離する方法である。この加圧する方法が、切断分離する方法として好ましい。
加圧する方法の場合、スクライブライン等の形成面方向又は当該形成面の対向面方向の何れから加圧しても良い。好適には、スクライブライン等の形成面方向から加圧することである。図２は、スクライブライン等の形成面方向から加圧する状態の例を図示したものである。母材２は、２個の載置台４に架渡すように設置される。次いで、スクライブライン等３の真上から加圧治具５によって加圧して、母材を切断分離することができる。
スクライブライン等の形成面方向から加圧して母材を切断分離した場合、スクライブライン形成面と対向する面方向から加圧するよりも、小さな加圧で母材を切断分離することができる。また、深さの浅いスクライブライン等であっても、切断面の平滑性を維持したまま、母材を切断分離することができる。例えば、ケミカル処理を行って深さ２００μｍの溝を形成した４０ｍｍ×６０ｍｍ×０．７ｍｍのアルミノホウケイ酸ガラスを切断分離する場合、溝が形成された面の対向面方向から加圧すれば、３０００ｇ以上の加圧が必要であることが確認されている。一方、溝が形成された面方向から加圧する場合には、１５００〜２０００ｇ以下の加圧で、ガラスが切断分離したことが確認されている。
つまり、小さな加圧で済むため、迅速な切断分離を行うことができる。また、スクライブライン等以外に圧力が分散することが少ないので、切断分離時にガラスのひび割れが発生することを防止することができる。
なお、ガラスと当接する加圧治具は、平板であると良い。好適には、板厚がより薄い板を使用することである。
熱的応力を加える方法としては、例えば、スクライブライン等の両側にレーザーを照射して母材を切断分離する方法がある。この場合、ガラス溶融温度以下のレーザー加熱を行うことになる。
次に、本発明の具体例を実施例に基づき具体的に示す。本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
４００ｍｍ×５００ｍｍ×０．７ｍｍの液晶ディスプレイ用ガラス２枚をシール材で貼り合わせた。その両面をダイヤモンドカッターで深さ約０．０５ｍｍのスクライブラインを形成した。一方のスクライブラインが他方のスクライブラインの真下になるように形成した。次に、貼り合わせたガラスの厚みをケミカル処理によって、０．４ｍｍ程度薄くした。
ケミカル処理は、次の条件で行った。
ケミカル処理液：フッ酸５％、塩酸１０％、硝酸５％の水溶液。
ケミカル処理液への貼り合わせガラスの浸漬：ケミカル処理液の液面にガラスを垂直にして浸漬。
ケミカル処理液への気泡発生：ケミカル処理液貯留槽底部から気泡を発生（ガラス表面と実質的に平行に気泡が流れた）。
ケミカル処理の後、スクライブラインの真上から加圧して、貼り合わせガラスを分断した。
［比較例１］
ケミカル処理を行っていない貼り合わせガラスを切断分離した。ケミカル処理を行っていないこと以外は、実施例１と同様にした。
実施例１と比較例１で得られたガラス基板の顕微鏡観察を行った。図３及び４は、スクライブライン交差部周辺のガラス基板の角形状を観察した模式図である。図５及び６は、ガラス板を分断した分断面を観察した模式図である。そして、図３及び５は、ケミカル処理を行ったガラス基板（実施例１）を観察したものである。図４及び６は、ケミカル処理を行っていないガラス基板（比較例１）を観察したものである。
図３及び４において、黒色部分がガラス基板３である。図３に示されるガラス基板６の角形状は、全くガラスが欠けた状態ではない。一方、図４に示されるガラス基板７の角形状は、ガラスの欠け８が確認できる。このことから、ケミカル処理を行った実施例１のガラス基板の角において、ガラス欠けは、認められなかったことが分かる。一方、ケミカル処理を行っていない比較例１のガラス基板の角において、ガラス欠けが認められたことが分かる。よって、ガラス基板の切断分離において、ケミカル処理を行うことによって、ガラス基板のひび割れが防止されたことが確認されたことになる。
図５において、ガラス切断面９は、平滑な状態であった。一方、図６において、ガラス切断面１１は、平滑ではなく、クラック１３が生じている。
また、図５において、ガラス表面のスクライブライン１０は、直線状の形状をとっている。一方、図６において、深くなっている凹部は、黒色で示されている。つまり、ガラス表面のスクライブライン１２は、凹凸の激しい形状をとっている。凹凸の激しさは、ガラス基板の切断分離時にガラス割れや欠けが生じたことを示している。従って、ケミカル処理を行うことで、スクライブライン形成時に生じたガラスのひび割れを除去したことが確認できたことになる。
また、実施例１のガラス板において、スクライブライン形成部の角形状は、面取りされていることが確認された（不図示）。一方、比較例１のガラス板において、スクライブライン形成部の角形状は、直角又は鋭角形状であることが確認された（不図示）。
さらに、実施例１及び比較例１で得られたガラス基板の強度を測定した。ガラス基板強度の測定は、次の条件で測定した。図７は、測定方法を図示したものである。
（１）２個の４０ｍｍ（Ｌ２）×４０ｍｍ（Ｌ３）×８．４ｍｍ（Ｌ４）のガラス板載置台１５を、４９ｍｍの間隔（Ｌ１）で平行に設置した。
（２）試料ガラス板１４を、載置台１５に設置した。
（３）ステンレス製加圧冶具１６（５０ｍｍ（Ｌ５）×２．０ｍｍ（Ｌ６）×１０ｍｍ（Ｌ７））を、試料ガラス板の中心線上垂直方向から加圧した。加圧治具の速度は、０．５ｍｍ／ｍｉｎ．であった。
（４）試料が破壊するまでの最大加圧を測定した。
（５）前記最大加圧が、ガラス基板の強度とした。
実施例１のガラス基板の強度は、１５００ｇであった。一方、比較例１のガラス基板の強度は、１０００ｇであった。つまり、ガラス基板強度が向上したことが分かる。
４００ｍｍ×５００ｍｍ×０．７ｍｍの液晶ディスプレイ用ガラス２枚をシール材で貼り合わせた。この貼り合わせガラスの、両面及び側面にマスキングを行った。このマスキングには、ラミネートフィルムを使用した。次に、マスキングしたラミネートフィルムを、幅０．２ｍｍの帯状に剥離した。剥離部分は、溝を形成する部分である。このラミネートフィルム剥離は、貼り合わせガラスの上面と下面に行った。上面のラミネートフィルム剥離部分の真下に、下面のラミネートフィルム剥離を行った。
次に、ケミカル処理を行った。ケミカル処理液及びケミカル処理液への気泡発生条件は、実施例１と同様にして行った。ケミカル処理液への貼り合わせガラスの浸漬は、ケミカル処理液の液面と貼り合せガラスの表面が平行になるようにした。つまり、気泡が、貼り合せガラスに対して、垂直方向から衝突するように浸漬した。ケミカル処理は、深さが０．０５ｍｍの溝が形成されるまで行った。
その後、加圧して、貼り合わせガラスを切断分離した。以上の操作によって得られたガラス基板の顕微鏡観察を行った。この結果、ガラス基板端面にひび割れがないことが確認された。また、分断面が滑らかであることが確認された。
実施例１と同じ方法で、この実施例２で得られたガラス基板の強度測定を行った。ガラス基板強度は、１５００ｇであった。
ラミネートフィルムの剥離方法だけ実施例２と異なる方法で、ガラス基板を切断分離した。貼り合せガラス基板の上面と下面のラミネートフィルム剥離を平行にした。その上、貼り合せガラス基板の上面と下面のラミネートフィルム剥離を、貼り合せガラスを垂直方向から見た剥離間隔が０．２ｍｍとなるように行った。
実施例３で得られたガラス基板の顕微鏡観察を行った。その結果、ガラス基板端面のひび割れ及び分断面のひび割れ発生が抑制されていることが確認された。分断面が滑らかであることが確認された。また、ガラス基板の側面を顕微鏡観察した。図７は、ガラス基板側面を表した模式図である。ガラス切断部分は、階段形状を形成していることが分かる。
１５型液晶ディスプレイ用ガラス基板を４面取りできるガラス板を図示したものである。 本発明の加圧切断工程を例示した図である。 本発明の切断分離方法により得られるガラス基板表面形状を顕微鏡で観察（５０倍率）したときの模式図である。 スクライブライン形成後ケミカル処理を行わずに切断分離したガラス基板表面形状を顕微鏡で観察（５０倍率）したときの模式図である。 本発明の切断分離方法により得られるガラス基板分断面形状を顕微鏡で観察（５０倍率）したときの模式図である。 スクライブライン形成後ケミカル処理を行わず切断分離したガラス基板分断面形状を顕微鏡観察（５０倍率）したときの模式図である。 ガラス板強度測定方法を図示したものである。 本発明の切断分離方法により、切断分離した貼り合せガラス基板を側面から顕微鏡観察（５０倍率）したときの模式図である。
符号の説明
２ ガラス板
３ スクライブライン又は溝
４ 加圧治具
５ 載置台
６、７ ガラス基板
８ ガラス欠け
９、１１ 分断面
１０、１２ スクライブライン
１３ クラック
１７ 貼り合せガラス基板
本発明は、ガラスの表面にスクライブラインを形成し、前記スクライブライン形成時に生じたガラスのひび割れを除去するケミカル処理を行った後、スクライブラインに機械的又は熱的応力を加えてガラスを切断分離することを特徴とするガラスの切断分離方法である。
前記ケミカル処理は、ガラス溶解性の薬品を含む液体であるケミカル処理液をガラス表面に接触させることにより行われる。好適には、ケミカル処理液にガラスを浸漬することである。ケミカル処理を、ケミカル処理液に母材を浸漬する場合、ケミカル処理液中に気泡又は噴流を発生させることが好適である。この場合、ケミカル処理液を攪拌する効果を得ることができる。気泡を発生させた場合には、ケミカル処理液中に生ずる生成物がガラスに付着することを防止することができる。

Claims (15)

  1. ガラスの表面にスクライブラインを形成した後、ケミカル処理を行うことを特徴とするガラスの切断分離方法。
  2. ガラス表面に切断分離パターンに対応したマスキングを施した後、ケミカル処理を行って切断分離パターンに対応した溝を前記ガラス表面に形成することを特徴とするガラスの切断分離方法。
  3. 前記ガラス表面に切断分離パターンに対応したマスキングを施す方法として、スクリーン印刷法、ラミネートフィルム加工法またはレジスト塗布フォトリソ法を用いる請求項２に記載のガラスの切断分離方法。
  4. 前記ケミカル処理が、ケミカル処理液をガラス表面に接触させることにより行うものである請求項１〜３のいずれかに記載のガラスの切断分離方法。
  5. 前記ケミカル処理が、ケミカル処理液にガラスを浸漬するものである請求項４に記載のガラスの切断分離方法。
  6. 前記ケミカル処理が、ケミカル処理液に気泡又は噴流を発生させるものである請求項５に記載のガラスの切断分離方法。
  7. 前記ケミカル処理は、ケミカル処理液がガラス表面に沿って流動するものである請求項６に記載のガラスの切断分離方法。
  8. 前記ケミカル処理は、ケミカル処理液をスクライブライン又は溝形成部に流れ込ませるものである請求項６又は７に記載のガラスの切断分離方法。
  9. 前記ケミカル処理は、ガラス表面にケミカル処理液を吹き付け、ガラス表面にケミカル処理液蒸気を吹き付け、又はガラス表面をケミカル処理液蒸気に暴露するものである請求項４に記載のガラスの切断分離方法。
  10. 前記ケミカル処理の後、スクライブライン又は溝に機械的又は熱的応力を加えてガラスを切断分離する請求項１〜９のいずれかに記載のガラスの切断分離方法。
  11. 前記ケミカル処理の後、ガラス表面のスクライブライン又は溝を中心にガラスを引っ張り、ガラスを切断分離する請求項１０に記載のガラスの切断分離方法。
  12. 前記ケミカル処理の後、ガラス表面のスクライブライン又は溝の形成面方向又は当該形成面の対向面方向から圧力を加え、スクライブライン又は溝に機械的応力を加えてガラスを切断分離する請求項１０に記載のガラスの切断分離方法。
  13. 前記ケミカル処理の後、ガラス表面のスクライブライン又は溝の両側にレーザーを照射してガラスを切断分離する請求項１０に記載のガラスの切断分離方法。
  14. 請求項１〜１３のいずれかに記載の切断分離方法を使用して製造されたフラットパネルディスプレイ用ガラス基板。
  15. 請求項１４に記載のガラス基板を使用したフラットパネルディスプレイ。
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