JP5205484B2 - ガラス基板のスクライブ方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ガラス基板のスクライブ方法、特に、表面に強化層が形成された強化ガラス
をスクライブするガラス基板のスクライブ方法に関する。
をスクライブするガラス基板のスクライブ方法に関する。
ガラス基板に、分断のためのスクライブ溝を形成する方法として、レーザ光を用いて形
成する方法がある。この場合は、スクライブ予定ラインに沿ってレーザ光を照射して基板
の一部を溶解、蒸発させることにより、スクライブ溝が形成される。しかし、この方法で
は、溶解、蒸発された基板の一部が基板表面に付着し、品質の劣化を伴う場合がある。ま
た、溶解、蒸発された部分で形成した疵痕は基板端面強度が低下する原因になる。
成する方法がある。この場合は、スクライブ予定ラインに沿ってレーザ光を照射して基板
の一部を溶解、蒸発させることにより、スクライブ溝が形成される。しかし、この方法で
は、溶解、蒸発された基板の一部が基板表面に付着し、品質の劣化を伴う場合がある。ま
た、溶解、蒸発された部分で形成した疵痕は基板端面強度が低下する原因になる。
そこで、他のスクライブ溝形成方法として、特許文献１又は２に示されたような方法が
ある。ここでは、ガラス基板のスクライブ溝の起点となる場所に初期亀裂が形成され、こ
の初期亀裂にレーザ光が照射される。これにより、レーザ照射部分に熱応力が生じ、亀裂
が進展してスクライブ溝が形成される。
ある。ここでは、ガラス基板のスクライブ溝の起点となる場所に初期亀裂が形成され、こ
の初期亀裂にレーザ光が照射される。これにより、レーザ照射部分に熱応力が生じ、亀裂
が進展してスクライブ溝が形成される。
また、特許文献３には、分断された基板の断面における直角度及び直進性を改善するた
めのレーザスクライブ方法が示されている。ここでは、スクライブ予定ラインに沿って基
板にスクライブ溝を形成する際に、スクライブ予定ラインの終端近傍に、スクライブ溝を
形成しない領域を形成するようにしたものである。
めのレーザスクライブ方法が示されている。ここでは、スクライブ予定ラインに沿って基
板にスクライブ溝を形成する際に、スクライブ予定ラインの終端近傍に、スクライブ溝を
形成しない領域を形成するようにしたものである。
ところで、最近のFPD（フラットパネルディスプレイ）業界では、基板端面の強度が重
要視されるために、ガラス基板として、表面に強化層が形成された化学強化ガラスが主に
用いられている。この化学強化ガラスは、イオン交換処理によって表面に圧縮応力を持た
せた層（強化層）を有しており、最近では、特に端面強度が要求されるタッチパネル等の
カバーガラスに用いられている。
要視されるために、ガラス基板として、表面に強化層が形成された化学強化ガラスが主に
用いられている。この化学強化ガラスは、イオン交換処理によって表面に圧縮応力を持た
せた層（強化層）を有しており、最近では、特に端面強度が要求されるタッチパネル等の
カバーガラスに用いられている。
このような強化ガラスは、表面に強い圧縮応力を有し、内部には引っ張り応力を有して
いる。このため、強化ガラスに対して、従来の方法でレーザ光を照射し、スクライブ溝を
形成すると、主にレーザ光の走査開始側における基板端面に形成されたスクライブ溝（亀
裂）を起点として、厚み方向の全体にわたって亀裂が進展する場合が多い。このように基
板の全深さにわたって亀裂が形成されると、スクライブラインに沿って基板が自然に分離
されてしまう（以下、スクライブによって基板が完全に分断されることを「フルカット」
という）。このような状況では、クロススクライブ工程、すなわち、先のスクライブライ
ンと直交するスクライブラインに沿ってスクライブ溝を形成する工程が非常に困難になる
。
いる。このため、強化ガラスに対して、従来の方法でレーザ光を照射し、スクライブ溝を
形成すると、主にレーザ光の走査開始側における基板端面に形成されたスクライブ溝（亀
裂）を起点として、厚み方向の全体にわたって亀裂が進展する場合が多い。このように基
板の全深さにわたって亀裂が形成されると、スクライブラインに沿って基板が自然に分離
されてしまう（以下、スクライブによって基板が完全に分断されることを「フルカット」
という）。このような状況では、クロススクライブ工程、すなわち、先のスクライブライ
ンと直交するスクライブラインに沿ってスクライブ溝を形成する工程が非常に困難になる
。
本発明の課題は、表面が強化された強化ガラスに対してスクライブ溝を形成する際に、
フルカットを防止して、ガラス基板を容易に所望の形状に分断できるようにすることにあ
る。
フルカットを防止して、ガラス基板を容易に所望の形状に分断できるようにすることにあ
る。
第１発明に係るガラス基板のスクライブ方法は、圧縮応力を持たせた強化層を表面に有
する強化ガラスをスクライブする方法であり、第１工程と、第２工程と、を含む。第１工
程は、スクライブ予定ラインの走査開始側のガラス基板端面から所定距離内側における強
化ガラスの表面に初期亀裂を形成する。第２工程は、走査開始側の端部領域を除いて、初
期亀裂からスクライブ予定ラインに沿って、レーザ光を照射して加熱するとともに、加熱
された領域を冷却し、スクライブ予定ラインに沿って亀裂を進展させる。
する強化ガラスをスクライブする方法であり、第１工程と、第２工程と、を含む。第１工
程は、スクライブ予定ラインの走査開始側のガラス基板端面から所定距離内側における強
化ガラスの表面に初期亀裂を形成する。第２工程は、走査開始側の端部領域を除いて、初
期亀裂からスクライブ予定ラインに沿って、レーザ光を照射して加熱するとともに、加熱
された領域を冷却し、スクライブ予定ラインに沿って亀裂を進展させる。
ここでは、強化ガラスの表面に初期亀裂が形成され、その後、初期亀裂にレーザ光が照
射されて加熱され、さらに加熱された領域が冷却される。これにより初期亀裂がスクライ
ブ予定ラインに沿って進展する。このとき、スクライブ予定ラインの走査開始側のガラス
基板端面から所定距離内側における強化ガラスの表面に初期亀裂が形成され、この初期亀
裂からレーザ光の照射が開始される。すなわち、レーザ光の走査開始側のガラス端面から
初期亀裂までの端部領域には、レーザ光による加熱及び加熱領域の冷却処理はなされない
。
射されて加熱され、さらに加熱された領域が冷却される。これにより初期亀裂がスクライ
ブ予定ラインに沿って進展する。このとき、スクライブ予定ラインの走査開始側のガラス
基板端面から所定距離内側における強化ガラスの表面に初期亀裂が形成され、この初期亀
裂からレーザ光の照射が開始される。すなわち、レーザ光の走査開始側のガラス端面から
初期亀裂までの端部領域には、レーザ光による加熱及び加熱領域の冷却処理はなされない
。
以上のように、レーザ光の走査開始側の端部領域にはレーザ光が照射されないので、従
来方法を用いて強化ガラスをスクライブした場合に発生していた基板の自然分離を避ける
ことができる。したがって、例えばクロススクライブ等の後の加工工程が容易になる。
来方法を用いて強化ガラスをスクライブした場合に発生していた基板の自然分離を避ける
ことができる。したがって、例えばクロススクライブ等の後の加工工程が容易になる。
第２発明に係るガラス基板のスクライブ方法は、第１発明のスクライブ方法において、
強化ガラスの表面において、スクライブ予定ラインの走査開始側の端部領域にはレーザ光
を反射する反射膜が形成されている。そして、第２工程は、反射膜が形成された強化ガラ
スの表面に対して処理を実行する。
強化ガラスの表面において、スクライブ予定ラインの走査開始側の端部領域にはレーザ光
を反射する反射膜が形成されている。そして、第２工程は、反射膜が形成された強化ガラ
スの表面に対して処理を実行する。
レーザ光を照射しない領域を形成する場合、レーザ発振のオン、オフ制御を光学系等の
移動に同期させることによって形成することが可能である。しかし、本発明のように、レ
ーザ光を照射しない領域に反射膜を形成することにより、より容易に第２工程を実施する
ことができる。なお、反射膜としては、レーザ光を反射する金属パターン膜、ITO膜等が
考えられる。
移動に同期させることによって形成することが可能である。しかし、本発明のように、レ
ーザ光を照射しない領域に反射膜を形成することにより、より容易に第２工程を実施する
ことができる。なお、反射膜としては、レーザ光を反射する金属パターン膜、ITO膜等が
考えられる。
第３発明に係るガラス基板のスクライブ方法は、第１又は第２発明のスクライブ方法に
おいて、第２工程では、スクライブ予定ラインの走査終了側のガラス基板端面から所定距
離内側までの端部領域において、レーザ光照射による加熱及び加熱領域の冷却を停止する
。
おいて、第２工程では、スクライブ予定ラインの走査終了側のガラス基板端面から所定距
離内側までの端部領域において、レーザ光照射による加熱及び加熱領域の冷却を停止する
。
ここでは、走査開始側の端部領域に加えて、走査終了側の端部領域についてもレーザ光
は照射されない。このため、より確実に基板の自然分離を避けることができる。
は照射されない。このため、より確実に基板の自然分離を避けることができる。
第４発明に係るガラス基板のスクライブ方法は、第３発明のスクライブ方法において、
第２工程は、スクライブ予定ラインの走査開始側及び走査終了側の端部領域に、レーザ光
を反射する反射膜を形成することにより実施する。
第２工程は、スクライブ予定ラインの走査開始側及び走査終了側の端部領域に、レーザ光
を反射する反射膜を形成することにより実施する。
ここでは、前記同様に、レーザ光を照射しない領域に反射膜を形成することにより、よ
り容易に第２工程を実施することができる。
り容易に第２工程を実施することができる。
第５発明に係るガラス基板のスクライブ方法は、第１から第４発明のいずれかのスクラ
イブ方法において、第１工程では、初期亀裂の深さは強化ガラスの強化層の厚みの1.14倍
以上1.67倍以下である。
イブ方法において、第１工程では、初期亀裂の深さは強化ガラスの強化層の厚みの1.14倍
以上1.67倍以下である。
ここで、初期亀裂の深さが強化ガラスの強化層の厚みの1.14倍に満たない場合は、強化
層が除去されずに残っており、後工程でのレーザ光照射による加熱処理及び冷却処理を行
っても亀裂は進展せず、スクライブ溝を形成することは困難である。一方で、初期亀裂の
深さが強化層の厚みの1.67倍を超える場合は、後工程での加熱及び冷却によって、亀裂が
意図せずに、またスクライブ予定ラインに沿わずに進展し、所望のスクライブ溝を形成す
ることが困難になる。
層が除去されずに残っており、後工程でのレーザ光照射による加熱処理及び冷却処理を行
っても亀裂は進展せず、スクライブ溝を形成することは困難である。一方で、初期亀裂の
深さが強化層の厚みの1.67倍を超える場合は、後工程での加熱及び冷却によって、亀裂が
意図せずに、またスクライブ予定ラインに沿わずに進展し、所望のスクライブ溝を形成す
ることが困難になる。
そこで、この発明では、初期亀裂の深さを、強化ガラスの強化層の厚みの1.14倍以上1.67倍以下としている。このため、安定して所望のスクライブ溝を形成することができる。
第６発明に係るガラス基板のスクライブ方法は、第５発明のスクライブ方法において、
第１工程では、初期亀裂は強化ガラスの全厚みの5.4％を越えない深さである。
第１工程では、初期亀裂は強化ガラスの全厚みの5.4％を越えない深さである。
初期亀裂の深さが、前述のように、強化層の1.14〜1.67倍であっても、ガラス基板全体の厚みが薄い場合は、初期亀裂を深く形成すると、スクライブ予定ラインに沿って亀裂が進展しない場合がある。
そこで、この発明では、初期亀裂の深さを、強化ガラスの全厚みの5.4％を越えないようにしている。このため、安定して所望のスクライブ溝を形成することができる。
以上のように、本発明では、表面が強化された強化ガラスに対してスクライブ溝を形成
する際に、フルカットを防止して、ガラス基板を容易に所望の形状に分断することができ
る。
する際に、フルカットを防止して、ガラス基板を容易に所望の形状に分断することができ
る。
［装置構成］
図１は、本発明の一実施形態による方法を実施するためのスクライブ装置の概略構成を
示す図である。スクライブ装置１は、例えば、マザーガラス基板を、FPD（フラットパネ
ルディスプレイ）に使用される複数のガラス基板に分断するための装置である。ここでの
ガラス基板は、表面に強化層が形成された化学強化ガラスが主に用いられている。前述の
ように、この化学強化ガラスは、イオン交換処理によって表面に圧縮応力を持たせた強化
層を有している。
図１は、本発明の一実施形態による方法を実施するためのスクライブ装置の概略構成を
示す図である。スクライブ装置１は、例えば、マザーガラス基板を、FPD（フラットパネ
ルディスプレイ）に使用される複数のガラス基板に分断するための装置である。ここでの
ガラス基板は、表面に強化層が形成された化学強化ガラスが主に用いられている。前述の
ように、この化学強化ガラスは、イオン交換処理によって表面に圧縮応力を持たせた強化
層を有している。
スクライブ装置１は、レーザビームをガラス基板Gに向けて照射する照射部２と、冷却
部３と、図示しない移動部と、を備えている。冷却部3は、図示しない冷媒源から供給さ
れる冷媒を、ノズル４を介して噴射して冷却スポットCPを形成する。移動部は、照射部２
及び冷却部３のノズル４を、ガラス基板Gに設定されたスクライブ予定ラインSL１〜SL5に
沿って、ガラス基板Gとの間で相対移動させる。
部３と、図示しない移動部と、を備えている。冷却部3は、図示しない冷媒源から供給さ
れる冷媒を、ノズル４を介して噴射して冷却スポットCPを形成する。移動部は、照射部２
及び冷却部３のノズル４を、ガラス基板Gに設定されたスクライブ予定ラインSL１〜SL5に
沿って、ガラス基板Gとの間で相対移動させる。
照射部１は、レーザビームLBを照射するレーザ発振器（例えば、CO２レーザ）を有し、
このレーザビームLBを、光学系を介してガラス基板G上にビームスポットLSとして照射す
る。
このレーザビームLBを、光学系を介してガラス基板G上にビームスポットLSとして照射す
る。
なお、ここでは図示していないが、ガラス基板Gの端部にスクライブの起点となる初期
亀裂を形成するための初期亀裂形成手段が設けられている。初期亀裂形成手段としては、
圧子やカッターホイール等の機械的ツールが用いられるが、レーザアブレーション加工によって初期亀裂を形成することも可能である。
亀裂を形成するための初期亀裂形成手段が設けられている。初期亀裂形成手段としては、
圧子やカッターホイール等の機械的ツールが用いられるが、レーザアブレーション加工によって初期亀裂を形成することも可能である。
［スクライブ方法］
まず、図１に示すように、４辺端部領域にレーザ光を反射する反射膜RC1〜RC4が形成さ
れたガラス基板Gを用意する。反射膜RC1は、スクライブ予定ラインSL1,SL2に沿ってスク
ライブ溝を形成する処理（以下、スクライブ処理と記す）を実行する際に、レーザ光の照
射の走査開始側の端部領域に形成されている。反射膜RC2は、スクライブ予定ラインSL1,S
L2に沿ってスクライブ処理を実行する際に、レーザ光の照射の走査終了側の端部領域に形
成されている。また、反射膜RC3は、スクライブ予定ラインSL3,SL4,SL5に沿ってスクライ
ブ処理を実行する際の、レーザ光の照射の走査開始側の端部領域に形成され、反射膜RC4
、はスクライブ予定ラインSL3,SL4,SL5に沿ってスクライブ処理を実行する際の、レーザ
光の照射の走査終了側の端部領域に形成されている。なお、走査開始側の端部領域に形成
される反射膜RC1,RC3は、3mm〜5mmの幅が好ましい。また、走査終了側の端部領域に形成
される反射膜RC2,RC4は、8mm〜20mmの幅が好ましい。
まず、図１に示すように、４辺端部領域にレーザ光を反射する反射膜RC1〜RC4が形成さ
れたガラス基板Gを用意する。反射膜RC1は、スクライブ予定ラインSL1,SL2に沿ってスク
ライブ溝を形成する処理（以下、スクライブ処理と記す）を実行する際に、レーザ光の照
射の走査開始側の端部領域に形成されている。反射膜RC2は、スクライブ予定ラインSL1,S
L2に沿ってスクライブ処理を実行する際に、レーザ光の照射の走査終了側の端部領域に形
成されている。また、反射膜RC3は、スクライブ予定ラインSL3,SL4,SL5に沿ってスクライ
ブ処理を実行する際の、レーザ光の照射の走査開始側の端部領域に形成され、反射膜RC4
、はスクライブ予定ラインSL3,SL4,SL5に沿ってスクライブ処理を実行する際の、レーザ
光の照射の走査終了側の端部領域に形成されている。なお、走査開始側の端部領域に形成
される反射膜RC1,RC3は、3mm〜5mmの幅が好ましい。また、走査終了側の端部領域に形成
される反射膜RC2,RC4は、8mm〜20mmの幅が好ましい。
次に、カッターホイール等の初期亀裂形成手段を用いてガラス基板Gの端部にスクライ
ブの起点となる初期亀裂TRを形成する。このとき、初期亀裂の位置は、反射膜に隣接して
その内側である。また、初期亀裂の深さは、強化ガラスの表面に形成された圧縮応力を有
する強化層が除去される程度の深さにする。具体的には、初期亀裂の深さを、強化層の厚
みの1.14倍以上1.67倍以下の深さにする。
ブの起点となる初期亀裂TRを形成する。このとき、初期亀裂の位置は、反射膜に隣接して
その内側である。また、初期亀裂の深さは、強化ガラスの表面に形成された圧縮応力を有
する強化層が除去される程度の深さにする。具体的には、初期亀裂の深さを、強化層の厚
みの1.14倍以上1.67倍以下の深さにする。
次に、ガラス基板Gに対して、照射部１からレーザビームＬＢが照射される。このレー
ザビームLBはビームスポットLSとしてガラス基板G上に照射される。そして、照射部１か
ら出射されるレーザビームLBが、各スクライブ予定ラインSL１〜SL5に沿ってガラス基板G
と相対的に移動させられる。
ザビームLBはビームスポットLSとしてガラス基板G上に照射される。そして、照射部１か
ら出射されるレーザビームLBが、各スクライブ予定ラインSL１〜SL5に沿ってガラス基板G
と相対的に移動させられる。
このとき、走査開始側及び走査終了側の端部領域には、反射膜RC1〜RC4が形成されてい
るので、これらの端部領域ではレーザビームLBは反射されてガラス基板Gには照射されな
い。したがって、これらの反射膜RC1〜RC4が形成された領域では、ガラス基板Gは加熱さ
れない。
るので、これらの端部領域ではレーザビームLBは反射されてガラス基板Gには照射されな
い。したがって、これらの反射膜RC1〜RC4が形成された領域では、ガラス基板Gは加熱さ
れない。
反射膜RC1〜RC4が形成されていない領域では、ガラス基板GはビームスポットLSによっ
てガラス基板Gの軟化点よりも低い温度に加熱される。また、冷却スポットCPをビームス
ポットLSの移動方向後方において追従させることにより、加熱された領域が冷却される。
てガラス基板Gの軟化点よりも低い温度に加熱される。また、冷却スポットCPをビームス
ポットLSの移動方向後方において追従させることにより、加熱された領域が冷却される。
以上のようにして、レーザビームLBの照射によって加熱されたビームスポットLSの近傍
には圧縮応力が生じるが、その直後に冷媒の噴射によって冷却スポットCPが形成されるの
で、垂直クラックの形成に有効な引張応力が生じる。この引張応力により、ガラス基板G
の端部に形成された初期亀裂TRを起点としてスクライブ予定ラインSLに沿った垂直クラッ
クが形成され、所望のスクライブ溝が形成される。そして、レーザビームLBが照射されな
い端部領域では、亀裂が進展しないか、あるいは亀裂が進展するとしても浅い領域のみで
ある。
には圧縮応力が生じるが、その直後に冷媒の噴射によって冷却スポットCPが形成されるの
で、垂直クラックの形成に有効な引張応力が生じる。この引張応力により、ガラス基板G
の端部に形成された初期亀裂TRを起点としてスクライブ予定ラインSLに沿った垂直クラッ
クが形成され、所望のスクライブ溝が形成される。そして、レーザビームLBが照射されな
い端部領域では、亀裂が進展しないか、あるいは亀裂が進展するとしても浅い領域のみで
ある。
以上のようなスクライブ方法では、初期亀裂から亀裂がガラス基板Gの全深さに進展す
ることはなく、基板が自然に分断されるのを防止することができる。
ることはなく、基板が自然に分断されるのを防止することができる。
［ガラス基板の分断に関する検証］
＜従来例による実験例＞
図２に、従来の方法、すなわち反射膜を形成することなく、スクライブ予定ラインの開
始端から終了端までレーザ加熱及び冷却を行った場合の例を示している。基板は、全体厚
みが0.7mmで、強化層の厚みが18μmの強化ガラスである。また、レーザビームの条件は、
レーザ出力が200W、走査速度は200mm/secである。なお、図２では、ガラス基板の端部領
域は表れていない。
＜従来例による実験例＞
図２に、従来の方法、すなわち反射膜を形成することなく、スクライブ予定ラインの開
始端から終了端までレーザ加熱及び冷却を行った場合の例を示している。基板は、全体厚
みが0.7mmで、強化層の厚みが18μmの強化ガラスである。また、レーザビームの条件は、
レーザ出力が200W、走査速度は200mm/secである。なお、図２では、ガラス基板の端部領
域は表れていない。
図２（ａ）はスクライブ直後の状態である。ここでは、スクライブライン（スクライブ
溝）は、基板の全深さにわたって進展していない状態（以下、この状態を「ハーフカット
」と記す)であり、図では薄いラインで表れている。
溝）は、基板の全深さにわたって進展していない状態（以下、この状態を「ハーフカット
」と記す)であり、図では薄いラインで表れている。
図２（ｂ）はスクライブ処理から５秒後の状態である。ここでは、スクライブの開始点
側（図の右側）から図の中央付近までスクライブラインがフルカット（図では濃いライン
で表れている）されている。
側（図の右側）から図の中央付近までスクライブラインがフルカット（図では濃いライン
で表れている）されている。
図２（ｃ）はスクライブ処理から２０秒後の状態である。ここでは、図で表れているす
べての部分で、スクライブラインがフルカット（図では濃いラインで表れている）されて
いる。
べての部分で、スクライブラインがフルカット（図では濃いラインで表れている）されて
いる。
このように、スクライブ予定ラインの開始端から終了端までのすべてにわたってレーザ
加熱及び冷却を行った場合は、基板が自然に分断される（フルカットされる）。
加熱及び冷却を行った場合は、基板が自然に分断される（フルカットされる）。
＜実施例及び比較例＞
図３に、本発明の一実施形態によるスクライブ方法でスクラブ処理をした例を含む検証
結果を示している。ここでは、対象とするガラス基板は図２で示した比較例と同様である
。また、レーザビームの条件も図２で示した比較例と同様である。
図３に、本発明の一実施形態によるスクライブ方法でスクラブ処理をした例を含む検証
結果を示している。ここでは、対象とするガラス基板は図２で示した比較例と同様である
。また、レーザビームの条件も図２で示した比較例と同様である。
図３において、「基板Edge Start」はスクライブ（走査）開始側の基板端部を意味し、
「基板Edge End」はスクライブ（走査）終了側の基板端部を意味している。また、「遮蔽
」は反射膜を意味している。さらに、「n/5」は、スクライブ処理を５回行って、フルカ
ットにならずにハーフカットのスクライブ処理がn回達成できたことを示している。
「基板Edge End」はスクライブ（走査）終了側の基板端部を意味している。また、「遮蔽
」は反射膜を意味している。さらに、「n/5」は、スクライブ処理を５回行って、フルカ
ットにならずにハーフカットのスクライブ処理がn回達成できたことを示している。
また、これらの例では、初期亀裂はスクライブ（走査）開始側の基板端面から10mm内側
に入った位置に形成した。
に入った位置に形成した。
さらに、遮蔽の条件は以下の通りである。
「基板Edge Start」：初期亀裂を遮蔽すると、亀裂が進展しないので、初期亀裂を遮蔽
しないように、スクライブ（走査）開始側の基板端面から5mmの範囲を遮蔽した。
しないように、スクライブ（走査）開始側の基板端面から5mmの範囲を遮蔽した。
「基板Edge End」：スクライブ（走査）終了側の基板端面から10mmの範囲を遮蔽した。
なお、終了側の遮蔽については、幅が5mm程度の場合、亀裂が自然に端面部まで進展しま
い、そこからフルカットになってしまう場合がある。そこで、フルカットにならないスク
ライブ（走査）の終了側の遮蔽幅は、8mm以上が好ましい。
なお、終了側の遮蔽については、幅が5mm程度の場合、亀裂が自然に端面部まで進展しま
い、そこからフルカットになってしまう場合がある。そこで、フルカットにならないスク
ライブ（走査）の終了側の遮蔽幅は、8mm以上が好ましい。
反射膜としては、この図３の実験では、アルミテープを基板表面に添付することで対応
した。
した。
以上のような条件で、ガラス基板の端部から端部まで全ラインにわたってレーザビーム
を照射した。
を照射した。
＜実験例及び比較例のまとめ＞
図３の検証から明らかなように、少なくともスクライブ開始側の端部領域に対してレー
ザビームが照射されないようにした（レーザビームを反射するようにした）場合は、40%
の確率でハーフカットのスクライブが実現できた。そして、スクライブ開始側に加えてス
クライブ終了側をも遮蔽した場合は、100%の確率でハーフカットのスクライブが実現でき
た。
図３の検証から明らかなように、少なくともスクライブ開始側の端部領域に対してレー
ザビームが照射されないようにした（レーザビームを反射するようにした）場合は、40%
の確率でハーフカットのスクライブが実現できた。そして、スクライブ開始側に加えてス
クライブ終了側をも遮蔽した場合は、100%の確率でハーフカットのスクライブが実現でき
た。
一方、スクライブ開始側を遮蔽せず、スクライブ終了側のみを遮蔽した場合は、ハーフ
カットのスクライブが実現できる確率は20%に減少する。また、両方の端部領域において
遮蔽しない場合は、図２でも示したが、ハーフカットのスクライブはできず、フルカット
になってしまう。
カットのスクライブが実現できる確率は20%に減少する。また、両方の端部領域において
遮蔽しない場合は、図２でも示したが、ハーフカットのスクライブはできず、フルカット
になってしまう。
［初期亀裂に関する考察］
次に、初期亀裂の深さに関する実験例を以下に示す。
次に、初期亀裂の深さに関する実験例を以下に示す。
＜実験例１＞
図４に、全体厚みが0．55mmで、強化層の厚みが18μmの強化ガラスに対してスクライブ
溝を形成した実験例1を示している。具体的には、図４は、初期亀裂形成時の工具（圧子）のガラスに対する押圧荷重とそのときの溝深さとの関係を示すととも
に、その後のレーザ加熱及び冷却処理によるスクライブ結果を示している。
図４に、全体厚みが0．55mmで、強化層の厚みが18μmの強化ガラスに対してスクライブ
溝を形成した実験例1を示している。具体的には、図４は、初期亀裂形成時の工具（圧子）のガラスに対する押圧荷重とそのときの溝深さとの関係を示すととも
に、その後のレーザ加熱及び冷却処理によるスクライブ結果を示している。
この場合の加熱処理のためのレーザ出力は200W、加工速度は230mm/secである。また、
冷却条件は、ビーム後端において高さ4mmの位置に冷却ノズルを配置し、冷却水及びエア
をビームスポットで加熱された部分に吐出している。
冷却条件は、ビーム後端において高さ4mmの位置に冷却ノズルを配置し、冷却水及びエア
をビームスポットで加熱された部分に吐出している。
この実験例１から、初期亀裂の溝深さが19〜30μm（強化層の厚みの1.05〜1.67倍）で
あれば、スクライブ予定ラインに沿って所望のスクライブ溝が形成されることがわかる。
そして、溝深さが19μm未満では亀裂が確実に進展せず（不安定である）、また30μmを越
えると割れが発生してスクライブ予定ライン以外に亀裂が形成されることがわかる。
あれば、スクライブ予定ラインに沿って所望のスクライブ溝が形成されることがわかる。
そして、溝深さが19μm未満では亀裂が確実に進展せず（不安定である）、また30μmを越
えると割れが発生してスクライブ予定ライン以外に亀裂が形成されることがわかる。
なお、初期亀裂の溝深さの例を図５に示している。この図５に示すように、所定の面積
が確保されている最も深い部分までの深さを「溝深さ」としており、一部先鋭的に深部ま
で到達している亀裂については無視している。
が確保されている最も深い部分までの深さを「溝深さ」としており、一部先鋭的に深部ま
で到達している亀裂については無視している。
［実験例２］
図６に、全体厚みが0.7mmで、強化層の厚みが21μmの強化ガラスに対してスクライブ溝
を形成した実験例２を示している。図の横軸と縦軸の関係は図４と同様である。また、こ
の場合の加熱処理のためのレーザ出力は200W、加工速度は170mm/secである。また、冷却
条件は実験例１と同様である。
図６に、全体厚みが0.7mmで、強化層の厚みが21μmの強化ガラスに対してスクライブ溝
を形成した実験例２を示している。図の横軸と縦軸の関係は図４と同様である。また、こ
の場合の加熱処理のためのレーザ出力は200W、加工速度は170mm/secである。また、冷却
条件は実験例１と同様である。
この実験例２から、初期亀裂の溝深さが約24〜50μm（強化層の厚みの1.14〜2.38倍）
であれば、スクライブ予定ラインに沿って所望のスクライブ溝が形成されることがわかる
。そして、溝深さが24μm未満では亀裂が確実に進展せず（不安定である）、また50μmを
越えると割れが発生してスクライブ予定ライン以外に亀裂が形成されることがわかる。な
お、押付荷重が約6〜24Nであれば、溝深さが50μmを越えても所望のスクライブ溝が形成
されるが、溝深さのみに着目すると、初期亀裂の溝深さは約24〜50μmが妥当である。
であれば、スクライブ予定ラインに沿って所望のスクライブ溝が形成されることがわかる
。そして、溝深さが24μm未満では亀裂が確実に進展せず（不安定である）、また50μmを
越えると割れが発生してスクライブ予定ライン以外に亀裂が形成されることがわかる。な
お、押付荷重が約6〜24Nであれば、溝深さが50μmを越えても所望のスクライブ溝が形成
されるが、溝深さのみに着目すると、初期亀裂の溝深さは約24〜50μmが妥当である。
［実験例３］
図７に、全体厚みが1.1mmで、強化層の厚みが34μmの強化ガラスに対してスクライブ溝
を形成した実験例３を示している。図の横軸と縦軸の関係は図４と同様である。また、こ
の場合の加熱処理のためのレーザ出力は200W、加工速度は170mm/secである。また、冷却
条件は実験例１と同様である。
図７に、全体厚みが1.1mmで、強化層の厚みが34μmの強化ガラスに対してスクライブ溝
を形成した実験例３を示している。図の横軸と縦軸の関係は図４と同様である。また、こ
の場合の加熱処理のためのレーザ出力は200W、加工速度は170mm/secである。また、冷却
条件は実験例１と同様である。
この実験例３から、初期亀裂の溝深さが約24〜60μm（強化層の厚みの0.71〜1.76倍）
であれば、スクライブ予定ラインに沿って所望のスクライブ溝が形成されることがわかる
。そして、溝深さ浅すぎる場合は亀裂が進展せず、また60μmを越えると亀裂進展が不安
定であることがわかる。なお、実験例２と同様に、押付荷重が約6N〜24Nであれば、溝深
さが60μmを越えても所望のスクライブ溝が形成されるが、溝深さのみに着目すると、初
期亀裂の溝深さは約24〜60μmが妥当である
［まとめ］
以上から、スクライブ予定ラインに沿って所望のスクライブ溝を形成するためには、初
期亀裂の深さは強化ガラスの強化層の厚みの1.14倍以上1.67倍以下であることが望ましい
ことがわかる。また、初期亀裂の深さは、ガラス板厚が0．55mmでは30μm（5.5％）以下
であること、ガラス板厚が0.7mmでは50μm（7.1％）以下であること、ガラス板厚が1.1mm
では60μm（5.4％）以下であることが望ましいことがわかる。このことは、初期亀裂の深
さは、ガラスの板厚の5.4％以下であることが望ましいことを示している。
であれば、スクライブ予定ラインに沿って所望のスクライブ溝が形成されることがわかる
。そして、溝深さ浅すぎる場合は亀裂が進展せず、また60μmを越えると亀裂進展が不安
定であることがわかる。なお、実験例２と同様に、押付荷重が約6N〜24Nであれば、溝深
さが60μmを越えても所望のスクライブ溝が形成されるが、溝深さのみに着目すると、初
期亀裂の溝深さは約24〜60μmが妥当である
［まとめ］
以上から、スクライブ予定ラインに沿って所望のスクライブ溝を形成するためには、初
期亀裂の深さは強化ガラスの強化層の厚みの1.14倍以上1.67倍以下であることが望ましい
ことがわかる。また、初期亀裂の深さは、ガラス板厚が0．55mmでは30μm（5.5％）以下
であること、ガラス板厚が0.7mmでは50μm（7.1％）以下であること、ガラス板厚が1.1mm
では60μm（5.4％）以下であることが望ましいことがわかる。このことは、初期亀裂の深
さは、ガラスの板厚の5.4％以下であることが望ましいことを示している。
［特徴］
（１）スクライブラインの走査開始側及び走査終了側の端部領域に対してレーザ光が照
射されないようにしているので、基板のハーフカットが実現でき、基板の自然分離を避け
ることができる。したがって、クロススクライブ等の後の加工工程が容易になる。
（１）スクライブラインの走査開始側及び走査終了側の端部領域に対してレーザ光が照
射されないようにしているので、基板のハーフカットが実現でき、基板の自然分離を避け
ることができる。したがって、クロススクライブ等の後の加工工程が容易になる。
（２）レーザビームが照射されないようにするための手段として、基板の両端部領域に
反射膜を形成しているので、レーザビームの非照射領域を容易に形成することができる。
反射膜を形成しているので、レーザビームの非照射領域を容易に形成することができる。
（３）初期亀裂を形成する際に、初期亀裂の深さを強化ガラスの強化層の厚みの1.14倍
以上1.67倍以下にしているので、安定して所望のスクライブ溝を形成することができる。
以上1.67倍以下にしているので、安定して所望のスクライブ溝を形成することができる。
（４）初期亀裂の深さを、強化ガラスの全厚みの5.4％以下にしているので、意図しない方向に亀裂が進展するのを抑えることができる。
［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱するこ
となく種々の変形又は修正が可能である。
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱するこ
となく種々の変形又は修正が可能である。
前記実施形態では、基板に反射膜を形成してレーザビームの非照射領域を形成したが、
各端部領域においてレーザ発振をオフにしてレーザビームの非照射領域を形成するように
してもよい。
各端部領域においてレーザ発振をオフにしてレーザビームの非照射領域を形成するように
してもよい。
１ スクライブ装置
G ガラス基板
LB レーザビーム
LS ビームスポット
SL1〜SL5 スクライブ予定ライン
CP 冷却スポット
RC1〜RC4 反射膜
G ガラス基板
LB レーザビーム
LS ビームスポット
SL1〜SL5 スクライブ予定ライン
CP 冷却スポット
RC1〜RC4 反射膜
Claims (6)
- 圧縮応力を持たせた強化層を表面に有する強化ガラスをスクライブするガラス基板のス
クライブ方法であって、
スクライブ予定ラインの走査開始側のガラス基板端面から所定距離内側における強化ガ
ラスの表面に初期亀裂を形成する第１工程と、
前記走査開始側の端部領域を除いて、前記初期亀裂からスクライブ予定ラインに沿って
、レーザ光を照射して加熱するとともに、加熱された領域を冷却し、スクライブ予定ライ
ンに沿って亀裂を進展させる第２工程と、
を含むガラス基板のスクライブ方法。 - 前記強化ガラスの表面において、スクライブ予定ラインの走査開始側の端部領域にはレ
ーザ光を反射する反射膜が形成されており、
前記第２工程は、前記反射膜が形成された強化ガラスの表面に対して処理を実行する、
請求項１に記載のガラス基板のスクライブ方法。 - 前記第２工程では、スクライブ予定ラインの走査終了側のガラス基板端面から所定距離
内側までの端部領域において、レーザ光照射による加熱及び加熱領域の冷却を停止する、
請求項１又は２に記載のガラス基板のスクライブ方法。 - 前記強化ガラスの表面において、スクライブ予定ラインの走査開始側及び走査終了側の
端部領域にはそれぞれレーザ光を反射する反射膜が形成されており、
前記第２工程は、前記反射膜が形成された強化ガラスの表面に対して処理を実行する、
請求項３に記載のガラス基板のスクライブ方法。 - 前記第１工程における初期亀裂の深さは強化ガラスの強化層の厚みの1.14倍以上1.67倍
以下である、請求項１から４のいずれかに記載のガラス基板のスクライブ方法。 - 前記第１工程では、初期亀裂は強化ガラスの全厚みの5.4％を越えない深さである、請求項５に記載のガラス基板のスクライブ方法。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP2011032306A JP5205484B2 (ja) | 2011-02-17 | 2011-02-17 | ガラス基板のスクライブ方法 |
| TW100148833A TWI469938B (zh) | 2011-02-17 | 2011-12-27 | 玻璃基板的切割方法 |
| KR1020120011949A KR101405824B1 (ko) | 2011-02-17 | 2012-02-06 | 유리 기판의 스크라이브 방법 |
| CN201210034230.0A CN102643019B (zh) | 2011-02-17 | 2012-02-15 | 玻璃基板刻划方法 |
| KR1020140058113A KR20140068834A (ko) | 2011-02-17 | 2014-05-15 | 유리 기판의 스크라이브 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011032306A JP5205484B2 (ja) | 2011-02-17 | 2011-02-17 | ガラス基板のスクライブ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012171809A JP2012171809A (ja) | 2012-09-10 |
| JP5205484B2 true JP5205484B2 (ja) | 2013-06-05 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Families Citing this family (2)
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| WO2015190282A1 (ja) * | 2014-06-11 | 2015-12-17 | 株式会社Ihi | 強化ガラス板の割断方法及び強化ガラス板の割断装置 |
Family Cites Families (4)
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|---|---|---|---|---|
| WO2007094348A1 (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-23 | Toray Engineering Co., Ltd. | レーザスクライブ方法、レーザスクライブ装置、及びこの方法または装置を用いて割断した割断基板 |
| TWI486320B (zh) * | 2007-03-02 | 2015-06-01 | Nippon Electric Glass Co | 強化板玻璃及其製造方法 |
| JP2009107304A (ja) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Lemi Ltd | 脆性材料の熱応力割断方法 |
| JP5303238B2 (ja) * | 2008-10-10 | 2013-10-02 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | 脆性材料基板の割断方法 |
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2011
- 2011-02-17 JP JP2011032306A patent/JP5205484B2/ja not_active Expired - Fee Related
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