JP6379392B2 - Glass substrate cutting method and glass substrate manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、ガラス基板の切断方法及びガラス基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a glass substrate cutting method and a glass substrate manufacturing method.
ガラス基板の切断方法としてレーザ光を用いた切断方法が検討されてきた。 A cutting method using a laser beam has been studied as a method for cutting a glass substrate.
例えば特許文献1には、レーザ光を照射することにより所定の深さの切り欠き凹部を形成した直後に、圧縮ガス等により強制冷却するガラス基板の切断方法が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a method of cutting a glass substrate that is forcibly cooled by compressed gas or the like immediately after forming a notch recess having a predetermined depth by irradiating a laser beam.
また、特許文献2には、ガラス基板にレーザ光を走査しつつ照射し、レーザ光の照射部分についてガラスを溶融させ、溶融したガラスをアシストガスにより吹き飛ばすガラス基板の切断方法が開示されている。 Patent Document 2 discloses a method for cutting a glass substrate in which a glass substrate is irradiated with laser light while being scanned, the glass is melted at an irradiated portion of the laser light, and the molten glass is blown off by an assist gas.
しかしながら、特許文献1に記載されたガラス基板の切断方法によれば、その切断面にはレーザ光を照射することにより形成した切り欠き凹部に対応する部分と、その後強制冷却を行った際に切り欠き凹部の下部に形成された部分とが含まれ、両者の表面特性は異なっている。 However, according to the method for cutting a glass substrate described in Patent Document 1, a portion corresponding to a notch recess formed by irradiating a laser beam on the cut surface, and then when the forced cooling is performed, the cut surface is cut. And a portion formed in the lower part of the notch recess, and the surface characteristics of both are different.
このように切断面中に切断方法に起因する表面特性の異なる部分がある場合、製品とするためには切断面を研磨して、表面特性が均一な切断面とする必要があった。このため、切断面についての研磨工程に時間を要していた。 As described above, when there are portions having different surface characteristics due to the cutting method in the cut surface, it is necessary to polish the cut surface to obtain a cut surface with uniform surface characteristics in order to obtain a product. For this reason, time was required for the grinding | polishing process about a cut surface.
また、レーザ光を照射した直後にガラス基板に対して圧縮ガス(アシストガス)を吹き付ける必要があるため、ガラス基板の位置が変位し易く切断精度が低下する場合があった。 Moreover, since it is necessary to spray compressed gas (assist gas) with respect to a glass substrate immediately after irradiating a laser beam, the position of the glass substrate was easy to displace and the cutting precision might fall.
特許文献2に記載されたガラス基板の切断方法によれば、アシストガスの圧力によりガラス基板の位置が変位し、切断する際の精度が低くなる場合があるという問題があった。また、レーザ光のエネルギー密度によっては、局所的なガラスの熱変形量が大きくなりガラス基板に亀裂を生じる場合があった。さらに、アシストガスにより除去された溶融したガラスが、切断面やその周辺に付着、凝固するため、これを除去するために研磨工程に時間を要していた。 According to the method for cutting a glass substrate described in Patent Document 2, there is a problem that the position of the glass substrate is displaced by the pressure of the assist gas, and the accuracy in cutting may be lowered. In addition, depending on the energy density of the laser beam, the amount of local thermal deformation of the glass increases, and a glass substrate may be cracked. Furthermore, since the molten glass removed by the assist gas adheres and solidifies on the cut surface and its periphery, it takes time for the polishing process to remove it.
本発明は、上記従来技術の課題に鑑み、上記ガラス基板にアシストガスを吹き付ける従来のガラス基板の切断方法と比較してガラス基板を精度良く切断加工することができ、ガラス基板への亀裂の発生を抑制し、均一な切断面が得られるガラス基板の切断方法を提供することを目的とする。 In view of the problems of the prior art described above, the present invention can cut a glass substrate with higher accuracy than the conventional glass substrate cutting method in which an assist gas is blown onto the glass substrate, and the occurrence of cracks in the glass substrate. It aims at providing the cutting method of the glass substrate which suppresses and can obtain a uniform cut surface.
上記課題を解決するため本発明は、レーザ光を照射してガラス基板を切断予定線に沿って切断するガラス基板の切断方法であって、前記ガラス基板の板厚は、3.0mm以下であり、前記ガラス基板の一方の表面に前記レーザ光を照射するレーザ光の照射領域を含む前記ガラス基板の切断予定線に対して直交する幅方向の一部の領域を、前記ガラス基板の前記幅方向に湾曲させ、前記レーザ光の照射領域において、前記ガラス基板の一方の表面から他方の表面までのレーザ光照射部が気化する温度以上に加熱し、前記レーザ光の照射領域を前記ガラス基板の切断予定線に沿って、前記ガラス基板に対して相対的に移動させることを特徴とするガラス基板の切断方法を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention is a method for cutting a glass substrate by irradiating a laser beam along a planned cutting line, wherein the thickness of the glass substrate is 3.0 mm or less. , A partial region in the width direction perpendicular to the cutting line of the glass substrate including a laser light irradiation region for irradiating the laser light on one surface of the glass substrate, the width direction of the glass substrate And heated to a temperature higher than the vaporization temperature of the laser light irradiation part from one surface of the glass substrate to the other surface in the laser light irradiation region, and cutting the laser light irradiation region of the glass substrate A method for cutting a glass substrate is provided, wherein the glass substrate is moved relative to the glass substrate along a predetermined line.
本発明のガラス基板の切断方法によれば、従来のアシストガスを使用したガラス基板の切断方法と比較してガラス基板を精度良く切断加工することができる。また、切断時にガラス基板への亀裂の発生を抑制し、均一な切断面とすることができる。 According to the method for cutting a glass substrate of the present invention, it is possible to cut the glass substrate with higher accuracy than the method for cutting a glass substrate using a conventional assist gas. Moreover, generation | occurrence | production of the crack to a glass substrate at the time of a cutting | disconnection can be suppressed, and it can be set as a uniform cut surface.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、本発明は、下記の実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、下記の実施形態に種々の変形および置換を加えることができる。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and the following embodiments are not departed from the scope of the present invention. Various modifications and substitutions can be made.
本実施の形態では、本発明のガラス基板の切断方法の構成例について説明を行う。 In this embodiment, a configuration example of the method for cutting a glass substrate of the present invention will be described.
本実施形態のガラス基板の切断方法は、レーザ光を照射してガラス基板を切断予定線に沿って切断するガラス基板の切断方法であって、以下の構成を有している。 The method for cutting a glass substrate according to the present embodiment is a method for cutting a glass substrate by irradiating a laser beam along a planned cutting line, and has the following configuration.
ガラス基板の一方の表面にレーザ光を照射するレーザ光の照射領域を含むガラス基板の切断予定線に対して直交する幅方向(以下、「ガラス基板の幅方向」とも記載する)の一部の領域を、ガラス基板の幅方向に湾曲させる。 A part of the width direction (hereinafter also referred to as “the width direction of the glass substrate”) orthogonal to the planned cutting line of the glass substrate including the laser light irradiation region that irradiates one surface of the glass substrate with the laser light The region is curved in the width direction of the glass substrate.
そして、レーザ光の照射領域において、ガラス基板の一方の表面から他方の表面までのレーザ光照射部が気化する温度以上に加熱する。 Then, in the laser light irradiation region, heating is performed at a temperature higher than the temperature at which the laser light irradiation portion from one surface of the glass substrate to the other surface is vaporized.
さらに、レーザ光の照射領域をガラス基板の切断予定線に沿って、ガラス基板に対して相対的に移動させることを特徴とするガラス基板の切断方法である。 Furthermore, the laser beam irradiation region is moved relative to the glass substrate along a planned cutting line of the glass substrate.
図1〜図8を用いて具体的に説明する。 This will be specifically described with reference to FIGS.
図1は、本発明のガラス基板切断方法によりガラス基板を切断しているところを、レーザ光を照射する側(一方の表面側)のガラス基板上面から見た構成を模式的に示している。 FIG. 1 schematically shows a configuration in which a glass substrate is cut by the glass substrate cutting method of the present invention, as viewed from the upper surface of the glass substrate on the side irradiated with laser light (one surface side).
ガラス基板11は図1中矢印Aで示す方向に搬送されており、図示しないレーザ発振装置から発振されたレーザ光12が照射されている部分(レーザ光の照射領域)が、ガラス基板上の切断予定線13に沿って移動できるようになっている。
The
そして、本実施形態のガラス基板の切断方法においては、レーザ光の照射領域を含むガラス基板の切断予定線に対して直交する幅方向の一部の領域を、ガラス基板の幅方向に湾曲させている。この点について以下に説明する。 And in the cutting method of the glass substrate of this embodiment, the one part area | region of the width direction orthogonal to the cutting planned line of the glass substrate containing the irradiation area | region of a laser beam is curved to the width direction of a glass substrate. Yes. This will be described below.
ガラス基板の板厚が薄く、特にガラス基板が搬送されている場合に、ガラス基板にシワが生じることがある。ガラス基板にシワが生じると、ガラス基板の表面が凹凸を含むこととなる。そして、表面に凹凸を含むガラス基板に対してレーザ光を照射する際、図2Aに示すように搬送ローラ21上を搬送されているガラス基板11の凸部22にレーザ光を照射する場合、レーザ発振装置23とガラス基板11の一方の表面との間は距離D1となる。これに対して、図2Bに示すように搬送ローラ21上を搬送されているガラス基板11の凹部24にレーザ光を照射する場合、レーザ発振装置23の位置は変化しないことから、レーザ発振装置23とガラス基板11の一方の表面との間は距離D1よりも長くなり、距離D2となる。このように、ガラス基板表面の凹凸のため、レーザ発振装置とガラス基板の一方の表面との間の距離が変化し、レーザ光により適切にガラス基板を加熱できない場合があった。
When the glass substrate is thin, particularly when the glass substrate is being transported, wrinkles may occur in the glass substrate. When wrinkles occur in the glass substrate, the surface of the glass substrate includes irregularities. And when irradiating a laser beam with respect to the
これに対して、レーザ光の照射領域を含むガラス基板の切断予定線に対して直交する幅方向の一部の領域を湾曲させることにより、少なくともガラス基板の湾曲した部分ついてガラス基板にシワが発生することを抑制することができる。このため、レーザ光照射領域において、ガラス基板11の一方の表面とレーザ光の光源であるレーザ発振装置との間の距離を安定させ、ガラス基板の切断予定線に沿って適切に加熱を行うことが可能になる。そして、ガラス基板を精度良く切断加工することができ、均一な切断面とすることができる。
In contrast, by curving a partial area in the width direction orthogonal to the planned cutting line of the glass substrate including the laser light irradiation area, wrinkles are generated in the glass substrate at least about the curved part of the glass substrate. Can be suppressed. For this reason, in the laser light irradiation region, the distance between one surface of the
ガラス基板11の一方の表面にレーザ光12を照射するレーザ光の照射領域を含むガラス基板の切断予定線に対して直交する幅方向の一部の領域を、ガラス基板の幅方向に湾曲させる方法は特に限定されるものではない。なお、ガラス基板の幅方向に湾曲させるとは、搬送方向に垂直なガラス基板の断面を、上方または下方に湾曲させるともいえる。
Method of curving a partial region in the width direction perpendicular to the planned cutting line of the glass substrate including the laser light irradiation region for irradiating the
ここで、上記ガラス基板の一部の領域をガラス基板の幅方向に湾曲させる方法の構成例について、図3〜図6および図14を用いて説明する。図3は支持部材33を備えた搬送ローラ32の構成例を示している。図4、図5は、図3に示した支持部材33を備えた搬送ローラ32をガラス基板の搬送経路上に配置した構成例を、レーザ光を照射する側(一方の表面側)のガラス基板上面から見た構成を模式的に示している。
Here, the structural example of the method of curving the one part area | region of the said glass substrate to the width direction of a glass substrate is demonstrated using FIGS. 3-6 and FIG. FIG. 3 shows a configuration example of the
ガラス基板の一部の領域をガラス基板の幅方向に湾曲させる方法として、レーザ光の照射領域を含むガラス基板の幅方向の一部の領域がガラス基板の他の部分の領域から突出するように、支持部材によって、ガラス基板の他方の表面側からガラス基板を支持する方法が挙げられる。 As a method of curving a partial region of the glass substrate in the width direction of the glass substrate, a partial region in the width direction of the glass substrate including a laser light irradiation region protrudes from a region of the other part of the glass substrate. The method of supporting a glass substrate from the other surface side of a glass substrate with a supporting member is mentioned.
図3に示すように、搬送ローラ32の幅方向の一部に支持部材33を配置すると、該支持部材33によって、ガラス基板の一部の領域31の表面が、ガラス基板の他の部分の領域34よりも高くなるように、ガラス基板の下面側(他方の面側)から支持することができる。
As shown in FIG. 3, when the
そして、図4に示すように、図中ブロック矢印Aで示した方向に搬送されているガラス基板の搬送経路上に配置された複数の搬送ローラ32のうち、少なくとも一部の搬送ローラ32を上記のように支持部材33を備えた搬送ローラ32とすることができる。搬送ローラをこのように構成することにより、図4中の領域41で示した範囲においてガラス基板の幅方向の一部の領域を、湾曲させることができる。つまり、搬送方向に垂直なガラス基板の断面を、上方に湾曲させることができる。なお、この際、レーザ光12の照射領域が少なくとも、上記領域41内にあるように上記支持部材33を備えた搬送ローラを配置する場所を選択することができる。
As shown in FIG. 4, at least a part of the
図4においては、搬送ローラ32の幅方向の一方の端部側にのみ支持部材33を設けた例を示しているが、係る形態に限定されるものではない。ガラス基板の切断予定線13の数に応じて、ガラス基板の幅方向のうち複数の箇所に支持部材33を設けることができる。例えばガラス基板の幅方向の両端部を切断する場合には、搬送ローラ32の幅方向の他方の端部側についても支持部材33を設けることができる。
In FIG. 4, although the example which provided the supporting
なお、搬送ローラ32に形成する支持部材33の構成については特に限定されるものではない。図4に示すように、搬送ローラ32毎に支持部材33を形成する場合、例えば支持部材33として搬送ローラ32にOリングを配置する等により、搬送ローラ32表面の幅方向の一部領域について環状の凸部を形成することができる。また、搬送ローラ32毎に設けるのではなく、図5に示すように複数の搬送ローラ間に巻き掛けされたテープ状ガイド部材、すなわち、ベルトにより支持部材33を構成することもできる。この場合も、図5中領域41で示した範囲においてガラス基板11の切断予定線に対して直交する幅方向の一部の領域を湾曲させることができる。つまり、搬送方向に垂直なガラス基板の断面を、上方に湾曲させることができる。
The configuration of the
支持部材は、上記のようにその構成は特に限定されるものではないが、図5に示すように複数の搬送ローラ間に巻掛けされたテープ状ガイド部材により支持部材を構成することが好ましい。支持部材を搬送ロール間に巻掛けされたテープ状ガイド部材により構成した場合、搬送ロール間においても該支持部材によりガラス基板を他方の面側から支持することができ、ガラス基板の湾曲した部分の形状を均一に保ち、シワの発生をより抑制できるためである。 Although the structure of the support member is not particularly limited as described above, it is preferable that the support member is constituted by a tape-shaped guide member wound between a plurality of transport rollers as shown in FIG. When the support member is constituted by a tape-shaped guide member wound between the conveyance rolls, the glass substrate can be supported by the support member from the other surface side even between the conveyance rolls, and the curved portion of the glass substrate can be supported. This is because the shape can be kept uniform and the generation of wrinkles can be further suppressed.
図3に示した支持部材33の高さHについては特に限定されるものではなく、切断するガラス基板の板厚等に応じて任意に選択することができる。
The height H of the
また、支持部材33のガラス基板と接する面の形状については特に限定されるものではなく、図3に示すように、平坦な形状であってもよく、また、搬送ローラの幅方向に湾曲した形状であってもよい。
Further, the shape of the surface of the
ガラス基板の切断予定線に対して直交する幅方向の一部の領域を湾曲させる他の方法として、例えば図6に示すように、レーザ光照射領域周辺の一部の搬送ローラ32において、他の部分よりも直径が細い部分61を有する搬送ローラ32で構成する方法が挙げられる。
As another method of curving a partial region in the width direction orthogonal to the planned cutting line of the glass substrate, for example, as shown in FIG. There is a method in which the
このように搬送ローラ32に、他の部分よりも直径が細い部分61を設けることにより、搬送ローラ32の表面に凹部(concave)が形成されることになる。このため、該凹部でガラス基板が撓み、図6に示すように他の部分よりも直径が細い部分61とその他の部分との境目近傍でガラス基板11を湾曲させることもできる。つまり、搬送方向に垂直なガラス基板の断面を、下方に湾曲させることができる。
Thus, by providing the
搬送ローラの形状に依存せずに、ガラス基板の切断予定線に対して直交する幅方向の一部の領域を湾曲させる方法として、例えば図14に示すように、搬送ローラまたはテーブル等の保持部材40によって保持されているガラス基板11の前記一部の領域を保持部材40からはみ出させ、前記一部の領域を自重によって撓ませて湾曲させる方法が挙げられる。なお、保持部材40がテーブルのときは、ガラス基板11およびレーザ発振装置のうち少なくとも一方を移動させて、ガラス基板11を切断加工する。
As a method of curving a partial region in the width direction orthogonal to the planned cutting line of the glass substrate without depending on the shape of the conveyance roller, for example, as shown in FIG. 14, a holding member such as a conveyance roller or a table For example, a method may be used in which the partial area of the
以上のようにレーザ光12の照射領域を含む該ガラス基板の幅方向の一部の領域を湾曲させた際、レーザ光12の照射領域は、ガラス基板の湾曲された部分のうち、斜面部分に配置されていることが好ましい。これは、図3、図6、および図14に示したように湾曲したガラス基板の斜面部分においては、ガラス基板を他方の表面(下面)側から支持する搬送ローラ32や支持部材33、または保持部材40と、ガラス基板11と、の間に隙間を生じることとなる。このため、レーザ光を照射した際に、搬送ローラ32や、支持部材33等が加熱されることを抑制することができ、搬送ローラ32等の損傷を抑制することができるためである。
As described above, when a partial region in the width direction of the glass substrate including the irradiation region of the
レーザ光12のガラス基板に対する入射角度は特に限定されるものではない。例えば図3、図6、図14の図中に示したように、レーザ光12はガラス基板の湾曲していない領域、すなわち、例えば図3におけるガラス基板の他の部分の領域34、におけるガラス基板表面と略垂直になるように照射することができる。また、レーザ光12の照射領域におけるガラス基板の傾斜角に応じて、レーザ光12を照射する角度を調整してもよい。すなわち、レーザ光の照射領域においてガラス基板11の表面とレーザ光12とが略垂直になるようにレーザ光12をガラス基板11に照射してもよい。
The incident angle of the
また、図3の場合、ガラス基板が放物線形状に湾曲しているため、該湾曲した部分のうち斜面が図中右側と図中左側に生じる。このため、矢印12´で示したように図中左側の斜面にレーザ光を照射してもよい。
Moreover, in the case of FIG. 3, since the glass substrate is curved in a parabolic shape, a slope is formed on the right side and the left side in the figure among the curved parts. For this reason, as shown by the
ただし、ガラス基板の湾曲させた部分が複数の斜面を有する場合、支持部材33は、ガラス基板の他の部分の領域から突出した、ガラス基板の幅方向の一部の領域のうち、ガラス基板の幅方向の端部側の斜面にレーザ光の照射領域が配置されるように、ガラス基板を支持することが好ましい。すなわち、レーザ光の照射領域は、ガラス基板の幅方向の端部側の斜面にあることが好ましい。
However, when the curved part of the glass substrate has a plurality of inclined surfaces, the
上述のように、少なくともレーザ光の照射領域を含むガラス基板の幅方向の一部の領域をガラス基板の幅方向に湾曲させていればよく、ガラス基板の長さ方向に関してはガラス基板を湾曲させる範囲は特に限定されるものではない。すなわち、ガラス基板の長さ方向のうちレーザ光の照射領域の範囲についてのみ、ガラス基板の切断予定線に対して直交する幅方向の一部の領域をガラス基板の幅方向に湾曲させていてもよい。なお、ここでいうガラス基板の長さ方向とはガラス基板の搬送方向と平行な方向を意味している。 As described above, at least a partial region in the width direction of the glass substrate including the laser light irradiation region may be curved in the width direction of the glass substrate, and the glass substrate is curved in the length direction of the glass substrate. The range is not particularly limited. That is, even in the range of the laser beam irradiation region in the length direction of the glass substrate, a partial region in the width direction orthogonal to the planned cutting line of the glass substrate may be curved in the width direction of the glass substrate. Good. In addition, the length direction of a glass substrate here means the direction parallel to the conveyance direction of a glass substrate.
ただし、ガラス基板のレーザ光の照射領域から、ガラス基板の切断予定線に沿って所定距離離隔した部分までの範囲に渡って、ガラス基板の切断予定線を含むガラス基板の幅方向の一部の領域をガラス基板の幅方向に湾曲させることが好ましい。 However, part of the glass substrate in the width direction including the planned cutting line of the glass substrate over a range from the laser beam irradiation region of the glass substrate to a portion separated by a predetermined distance along the planned cutting line of the glass substrate. It is preferable to curve the region in the width direction of the glass substrate.
上記のように、少なくともレーザ光の照射領域を含むガラス基板の切断予定線に対して直交する幅方向の一部の領域について、ガラス基板を湾曲させていれば、湾曲させていない場合と比較してレーザ光の照射領域においてシワの発生を抑制できる。しかし、例えばガラス基板を搬送している場合に、レーザ光の照射領域の直前でガラス基板を上記のように湾曲させようとするとシワの発生の抑制の程度が十分ではない場合がある。このため、レーザ光の照射領域よりも例えばガラス基板の搬送方向の上流側の所定の範囲に渡って、ガラス基板の切断予定線を含むガラス基板の幅方向の一部の領域についてガラス基板の切断予定線が斜面上に配置されるようにガラス基板を湾曲させることが好ましい。 As described above, if the glass substrate is curved for a partial region in the width direction orthogonal to the planned cutting line of the glass substrate including at least the laser light irradiation region, it is compared with the case where the glass substrate is not curved. Thus, the generation of wrinkles can be suppressed in the laser light irradiation region. However, for example, when a glass substrate is being conveyed, if the glass substrate is bent as described above immediately before the laser light irradiation region, the degree of suppression of wrinkles may not be sufficient. For this reason, the glass substrate is cut with respect to a partial region in the width direction of the glass substrate including the planned cutting line of the glass substrate over a predetermined range upstream of the laser beam irradiation region in the conveyance direction of the glass substrate, for example. The glass substrate is preferably curved so that the planned line is arranged on the slope.
例えば、図4に示したように支持部材33を備えた搬送ローラ32を配置する場合、ガラス基板の搬送方向の最も上流側に配置された該支持部材33を備えた搬送ローラ32の頂点位置よりも下流側にレーザ光12の照射領域がくるように構成することが好ましい。すなわち、図4の場合、X−X´線よりもガラス基板の搬送方向下流側にレーザ光の照射領域が配置されるように構成することが好ましい。また、特に、レーザ光を照射する際に搬送ローラ32等が損傷することを防止するため、レーザ光12の照射領域は搬送ローラ32間に配置することが好ましい。
For example, when the
以上のようにして、本実施形態のガラス基板の切断方法においてはレーザ光の照射領域を含むガラス基板の切断予定線に対して直交する幅方向の一部の領域を、ガラス基板の幅方向に湾曲させている。そして、レーザ光12が照射されている部分(レーザ光の照射領域)ではガラス基板が一方の表面から他方の表面までのレーザ光照射部が加熱されている(加熱工程)。さらに、レーザ光が既に照射された領域14は、ガラス基板11が搬送されることにより、レーザ光の照射領域から離れ、レーザ光照射後のレーザ光照射部(レーザ光が照射されてガラスが気化した部分)15の周辺部が冷却されることとなる(冷却工程)。この点について、図1、図7、図8を用いて以下に説明する。なお、図1、図7、図8においては記載の便宜上、レーザ光の照射領域の周辺についても平坦な形状として記載している。また、ガラス基板の切断予定線13を図中に示しているが、実際のガラス基板上に係る線が設けられている訳ではない。
As described above, in the method for cutting a glass substrate of the present embodiment, a partial region in the width direction perpendicular to the planned cutting line of the glass substrate including the irradiation region of the laser light is arranged in the width direction of the glass substrate. It is curved. In the portion irradiated with the laser light 12 (laser light irradiation region), the laser light irradiation portion from the one surface to the other surface of the glass substrate is heated (heating step). Further, the
本実施形態のガラス基板の切断方法を適用できるガラス基板の組成は特に限定されるものではなく、各種ガラス基板に適用することができる。例えば、無アルカリホウケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、高シリカガラス、その他の酸化ケイ素を主な成分とする酸化物系ガラスなどが挙げられる。 The composition of the glass substrate to which the glass substrate cutting method of this embodiment can be applied is not particularly limited, and can be applied to various glass substrates. Examples thereof include non-alkali borosilicate glass, borosilicate glass, soda lime glass, high silica glass, and other oxide-based glasses mainly composed of silicon oxide.
また、ガラス基板の厚さについても特に限定されるものではなく、例えば用いるレーザ発振装置の出力等に応じて任意に選択することができる。 Further, the thickness of the glass substrate is not particularly limited, and can be arbitrarily selected according to, for example, the output of the laser oscillation device to be used.
ただし、ガラス基板の板厚が薄い場合に特にガラス基板にシワが発生しやすくなること。また、本実施形態のガラス基板の切断方法では、レーザ光の照射領域において、ガラス基板の一方の表面から他方の表面までのレーザ光照射部について、すなわち、その板厚方向全体に渡って、ガラスが気化する温度以上に加熱すること。以上の2点の理由から、ガラス基板の板厚が薄い場合に特に効果を発揮する。このため、例えば、ガラス基板の板厚は3.0mm以下であることが好ましく、1.0mm以下であることがより好ましく、0.5mm以下であることがさらに好ましく、0.2mm以下であること特に好ましい。下限値については特に限定されるものではない。 However, wrinkles are likely to occur on the glass substrate especially when the glass substrate is thin. Further, in the method for cutting a glass substrate of the present embodiment, in the laser light irradiation region, the glass light irradiation portion from one surface of the glass substrate to the other surface, that is, over the entire plate thickness direction, Heat above the temperature at which vaporizes. For the above two reasons, it is particularly effective when the glass substrate is thin. For this reason, for example, the thickness of the glass substrate is preferably 3.0 mm or less, more preferably 1.0 mm or less, further preferably 0.5 mm or less, and 0.2 mm or less. Particularly preferred. The lower limit is not particularly limited.
また、図1に示したガラス基板の形状は矩形であるが、ガラス基板の形状も特に限定されるものではない。例えば、フロート法やダウンドロー法などのガラス基板成形装置によって成形された帯状のガラス基板であってもよい。 Moreover, although the shape of the glass substrate shown in FIG. 1 is a rectangle, the shape of a glass substrate is not specifically limited, either. For example, a band-shaped glass substrate formed by a glass substrate forming apparatus such as a float method or a downdraw method may be used.
次に、レーザ光の照射領域(ガラス基板にレーザ光が照射されている部分)で行われる加熱工程について説明する。図7は、図1におけるB−B´線での断面のうち、レーザ光12の照射領域周辺を拡大して示したものである。
Next, a heating process performed in a laser light irradiation region (a portion where the glass substrate is irradiated with laser light) will be described. FIG. 7 is an enlarged view of the vicinity of the irradiation region of the
本発明のガラス基板の切断方法においては、上記の様にレーザ光12をガラス基板に照射することにより、レーザ光の照射領域において加熱工程が行われる。
In the method for cutting a glass substrate of the present invention, the heating step is performed in the laser light irradiation region by irradiating the glass substrate with the
ガラス基板のレーザ光の照射領域について、ガラス基板の一方の表面からガラス基板の他方の表面までのレーザ光の照射部71が、ガラスが気化する温度以上に加熱される。ここで、ガラス基板の一方の表面とはレーザ光が入射する側の面、他方の表面とはその対向面を意味している。このため、レーザ光の照射部71については、ガラスが気化されて短時間でレーザ光の照射方向(ガラス基板の厚さ方向)に沿って貫通孔が形成される。
In the laser light irradiation region of the glass substrate, the laser
そして、レーザ光の照射部71の周辺部72についてもレーザ光の照射部からの伝熱により加熱されることとなる。
The
このように、加熱工程やその直後において、すなわち、レーザ光照射時(ガラス気化時)や、レーザ光照射直後において、前記レーザ光照射部にアシストガスを吹き付けずに(アシストガスを使用することなく)、短時間でレーザ光照射部についてガラスを気化することができる。このため、ガラス基板の位置ずれ等を生じることがなく精度良く加工することができ、ガラス基板への亀裂の発生を抑制できる。 In this way, immediately after the heating step, that is, at the time of laser light irradiation (at the time of glass vaporization) or immediately after laser light irradiation, without blowing the assist gas to the laser light irradiation portion (without using the assist gas) ), The glass can be vaporized in the laser light irradiation portion in a short time. For this reason, the glass substrate can be processed with high accuracy without causing a positional shift and the like, and the occurrence of cracks in the glass substrate can be suppressed.
加熱工程におけるレーザ光の照射条件としては限定されるものではなく、ガラス基板のレーザ光照射領域において、ガラス基板の一方の表面(レーザ光が入射する側の面)側から他方の表面側までのレーザ光照射部がガラスの気化温度以上に加熱できるように選択すればよい。 The irradiation condition of the laser beam in the heating process is not limited. In the laser beam irradiation region of the glass substrate, from one surface (surface on which laser light is incident) side of the glass substrate to the other surface side. What is necessary is just to select so that a laser beam irradiation part can be heated more than the vaporization temperature of glass.
具体的には、例えば、被切断物であるガラス基板の板厚、ガラス組成、ガラス基板の搬送速度(レーザ光の照射領域のガラス基板に対する相対移動速度)等から、レーザ光照射部について上記のように加熱できるようにレーザ光のエネルギー密度等を選択すればよい。例えば予め予備試験を行うことにより算出することができる。 Specifically, for example, from the thickness of the glass substrate that is the object to be cut, the glass composition, the conveyance speed of the glass substrate (the relative movement speed of the irradiation region of the laser light with respect to the glass substrate), etc. The energy density of the laser beam and the like may be selected so that heating can be performed. For example, it can be calculated by conducting a preliminary test in advance.
特に、レーザ光の照射領域のガラス基板に対する相対移動速度をv(m/時間)、前記レーザ光のエネルギー密度をE(W/mm2)、ガラス基板の板厚をt(mm)とした場合に、
E≧50×t×v
の関係を満たすように照射するレーザ光のエネルギー密度を調整することが好ましい。In particular, when the relative movement speed of the laser light irradiation region with respect to the glass substrate is v (m / hour), the energy density of the laser light is E (W / mm 2 ), and the thickness of the glass substrate is t (mm). In addition,
E ≧ 50 × t × v
It is preferable to adjust the energy density of the laser beam to be irradiated so as to satisfy the above relationship.
係る規定を充足する状態で加熱工程を含むガラス基板の切断を行うことにより、レーザ光の照射領域において、ガラス基板の一方の表面からガラス基板の他方の表面までのレーザ光照射部をガラスが気化する温度以上に確実に加熱することができる。 By cutting the glass substrate including the heating step in a state satisfying such regulations, the glass vaporizes the laser light irradiation part from one surface of the glass substrate to the other surface of the glass substrate in the laser light irradiation region. It can be surely heated above the temperature at which it is performed.
ガラス基板に照射するレーザ光のスポット径(ガラス基板の一方の表面におけるレーザ光のビーム径)についても限定されるものではなく、要求される加工精度等により選択することができる。 The spot diameter of the laser beam irradiated onto the glass substrate (the beam diameter of the laser beam on one surface of the glass substrate) is not limited, and can be selected depending on the required processing accuracy.
なお、用いるレーザの種類については特に限定されるものではなく、ガラス基板に発振したレーザ光を照射することにより、該照射した部分についてガラス基板を加熱できるものであればよい。具体的には例えばCO2レーザ、エキシマレーザ、銅蒸着レーザ、YAGレーザ等を用いることができる。Note that there is no particular limitation on the type of laser to be used, as long as the glass substrate can be heated at the irradiated portion by irradiating the glass substrate with oscillated laser light. Specifically, for example, a CO 2 laser, an excimer laser, a copper vapor deposition laser, a YAG laser, or the like can be used.
加熱工程においては、上記のようにガラス基板にレーザ光を照射することによって、レーザ光照射部についてガラスを気化させる。このため、レーザ光照射部及びその周辺には気化したガラス成分(気体)が発生することになる。係る成分が、レーザ光の光路上に配置されたレーザ発振装置のレンズやミラー等の光学系の表面に析出、付着すると、ガラス基板に対して十分なエネルギーのレーザ光を照射できなくなる場合や、所望の場所にレーザ光を照射できなくなる場合等があり、ガラス基板の加工精度等に影響を与える恐れがある。このため、ガラス基板にレーザ光を照射することにより、気化したガラス成分を除去することが好ましい。すなわち、加熱工程において、気化した前記レーザ光照射部のガラス成分を除去することが好ましい。気化したガラス成分を除去する手段については、特に限定されるものではなく、気化したガラス成分を吸引する機構や、ガスにより気化したガラス成分を吹き飛ばす機構等を用いることができる。その配置についても用いる手段に応じて選択すればよく、加熱工程を阻害せず、気化したガラス成分がレーザ光の光路上に配置されたレンズ、ミラー等に付着する前に除去できるように配置すればよい。例えば、図7において、73で示したように、レーザ光が照射されている部分の近傍に配置することが考えられる。
In the heating step, the glass is vaporized in the laser light irradiation section by irradiating the glass substrate with the laser light as described above. For this reason, the vaporized glass component (gas) will generate | occur | produce in a laser beam irradiation part and its periphery. When such components are deposited and adhered to the surface of an optical system such as a lens or mirror of a laser oscillation device arranged on the optical path of the laser light, it becomes impossible to irradiate the glass substrate with laser light with sufficient energy, In some cases, it may become impossible to irradiate a laser beam at a desired location, which may affect the processing accuracy of the glass substrate. For this reason, it is preferable to remove the vaporized glass component by irradiating the glass substrate with laser light. That is, it is preferable to remove the vaporized glass component of the laser light irradiation portion in the heating step. The means for removing the vaporized glass component is not particularly limited, and a mechanism for sucking the vaporized glass component, a mechanism for blowing off the glass component vaporized by gas, or the like can be used. The arrangement may be selected according to the means used, and the heating process is not hindered and the vaporized glass component can be removed before adhering to the lens, mirror, etc. arranged on the optical path of the laser beam. That's fine. For example, as shown by
なお、ガスにより気化したガラス成分を吹き飛ばす機構を用いる場合、用いるガスの種類は特に限定されるものではないが、ガラス基板がレーザ光により加熱されている部分の周辺で用いることから、不燃性ガスを用いることが好ましい。具体的には例えば窒素、アルゴン等の不活性ガスや、空気等を使用することができる。また、この場合、ガラス基板の位置の変位を防止するため、ガラス基板に対してガスがあたらないように供給することが好ましい。 In addition, when using the mechanism which blows off the glass component vaporized by gas, the kind of gas to be used is not particularly limited, but since it is used around the portion where the glass substrate is heated by laser light, it is a nonflammable gas. Is preferably used. Specifically, for example, an inert gas such as nitrogen or argon, air, or the like can be used. In this case, in order to prevent displacement of the position of the glass substrate, it is preferable to supply the glass substrate so that no gas is applied to it.
次に、冷却工程について説明する。 Next, the cooling process will be described.
冷却工程は、レーザ光が照射された後、ガラス基板が搬送されることにより、レーザ光照射後のレーザ光照射部(既にレーザ光が照射された部分)が、レーザ光の照射領域から遠ざかり、レーザ光照射部の周辺部が冷却されるものである。 In the cooling process, after the laser beam is irradiated, the glass substrate is conveyed, so that the laser beam irradiation part after laser beam irradiation (the portion that has already been irradiated with the laser beam) is moved away from the laser beam irradiation region, The peripheral part of the laser beam irradiation part is cooled.
冷却工程においては、図7に示すように、レーザ光照射部(加熱工程でレーザ光が照射され気化した部分)71の周辺部72が冷却される。冷却される際、該周辺部72の少なくとも一部が図8に示すように、略糸状の析出物81、82としてガラス基板表面(ガラス基板の一方の表面および/または他方の表面)に析出する場合がある。これは、ガラスは熱伝導率が低いため、加熱工程後、冷却工程において該周辺部72内に温度勾配が生じるため、該周辺部72内で発生した応力によりガラス基板上に周辺部72の少なくとも一部が排除され析出するものと推認される。なお、図中では析出物81、82がガラス基板の上面(一方の表面)に析出しているが、下面(他方の表面)側に析出する場合もある。また、冷却工程において析出物が析出する場所は冷却条件等により変化するため特に限定されないが、例えば、該析出物81、82はレーザ光12の照射領域よりもガラス基板の搬送方向の下流側であって、レーザ光12の照射領域から外れた位置より析出する。
In the cooling step, as shown in FIG. 7, the
このように、レーザ光照射部の周辺部72の少なくとも一部がレーザ光を照射した切断面から排除されるため、最終的に均一な切断面を得ることが可能になる。
As described above, since at least a part of the
冷却工程において前記析出物を生じさせ、均一な切断面を得るためにはレーザ光照射部の周辺部が適切な冷却速度で冷却されることが好ましい。該冷却速度はレーザ光の照射領域のガラス基板に対する相対移動速度により変化させることができる。このため、予備実験等を行い冷却工程において上記析出物が生じるように、レーザ光の照射領域のガラス基板に対する相対移動速度を選択することが好ましい。 In order to produce the precipitate in the cooling step and obtain a uniform cut surface, it is preferable that the peripheral portion of the laser beam irradiation portion is cooled at an appropriate cooling rate. The cooling rate can be changed by the relative moving speed of the irradiation region of the laser beam with respect to the glass substrate. For this reason, it is preferable to select a relative moving speed of the irradiation region of the laser beam with respect to the glass substrate so that the precipitate is generated in the cooling process by performing a preliminary experiment or the like.
レーザ光の照射領域のガラス基板に対する相対移動速度は上述のように予備実験等により選択でき、特定されるものではないが例えば144(m/時間)以上とすることができる。 The relative movement speed of the irradiation region of the laser beam with respect to the glass substrate can be selected by a preliminary experiment or the like as described above, and is not specified, but can be, for example, 144 (m / hour) or more.
冷却工程において、析出物81、82が生じると、析出物81、82の温度や両者の間の距離等によっては、析出物81と析出物82とが接着する場合がある。さらに場合によっては、析出物81と析出物82とが接着するとレーザ光照射部71の周辺部72から該周辺部72の一部が排出されにくくなり、ガラス基板の切断面が均一な切断面とならない場合がある。しかしながら、本実施形態のガラス基板の切断方法においては、レーザ光の照射領域を含むガラス基板の切断予定線に対して直交する幅方向の一部の領域を、ガラス基板の幅方向に湾曲させている。このため、例えば図9に示したように、析出物81、82の温度が特に高いレーザ光照射部(加熱工程でレーザ光が照射され気化した部分)71の周辺において、切断された一方の側のガラス基板91と、他方の側のガラス基板92との高さが異なる。従って、レーザ光照射部71周辺で、析出物81、82同士が接着することを抑制し、その結果、より確実に切断面を均一な切断面とすることができる。
In the cooling step, when the
なお、析出物81は搬送ローラ間で析出し、かつ他方の側のガラス基板92の上面側または下面側に析出する。図9においては図面の記載の便宜上、析出物81が搬送ローラの下端部側に回り込んでいるようにも見えるが、析出物81は他方の側のガラス基板92の下面側に析出した場合でも、例えばガラス基板92と搬送ローラ間に位置し搬送ローラの挙動を阻害するものではない。
The precipitate 81 is deposited between the conveying rollers, and is deposited on the upper surface side or the lower surface side of the
冷却工程で生じる析出物81、82は、冷却の妨げとなる場合もあることから、レーザ光照射部の周辺部に発生した析出物を除去することが好ましい。該析出物を除去する手段としては特に限定されるものではなく、例えば、ガスにより吹き飛ばす、吸引除去する、ブラシや邪魔板等により除去する等の方法により簡単に除去することができる。
Since the
なお、ガスで析出物を吹き飛ばす場合には、ガラス基板に振動等を与え、ガラス基板の切断精度に影響を与えないよう低圧のガスを用いることが好ましい。 Note that in the case where the deposit is blown off with a gas, it is preferable to use a low-pressure gas so as to give vibration or the like to the glass substrate and not affect the cutting accuracy of the glass substrate.
冷却工程は、上記のようにレーザ光照射後のレーザ光照射部の周辺部72を冷却するものであり、その冷却温度については限定されるものではない。例えば、レーザ光照射部の周辺部は、レーザ光照射部の加熱後、ガラス転移温度以下にまで冷却することが好ましい。
A cooling process cools the
この際、加熱工程後、周辺雰囲気の温度により冷却する場合には、周辺温度は少なくともガラス転移温度以下であることが好ましく、100℃以下であることが好ましく、40℃以下であることが特に好ましい。なお、ここでいう周辺温度とは少なくとも冷却工程を行っている部分の周辺の温度であるが、切断を行っているガラス基板全体を含む周辺の温度であることが好ましい。 At this time, when the cooling is performed by the temperature of the ambient atmosphere after the heating step, the ambient temperature is preferably at least the glass transition temperature or less, preferably 100 ° C. or less, and particularly preferably 40 ° C. or less. . The ambient temperature referred to here is at least the temperature around the portion where the cooling process is performed, but is preferably the temperature around the entire glass substrate being cut.
ここまで説明した本実施形態のガラス基板の切断方法は特にガラス基板の搬送方向に沿った切断線でガラス基板を切断する際に好ましく用いることができる。 The glass substrate cutting method of the present embodiment described so far can be preferably used particularly when the glass substrate is cut along a cutting line along the conveyance direction of the glass substrate.
そして、一般的にガラス基板を製造する際、ガラス基板を所望のサイズとするためガラス基板の幅方向の両端部をガラス基板の搬送方向に沿った切断線で切断するが、この際に本実施形態のガラス基板の切断方法を好ましく用いることができる。この場合、ガラス基板の幅方向の両端部を切断後、幅方向の中央部のみが製品として用いられるため、ガラス基板の幅方向の両端部すなわち耳部は切断後、ガラス基板の搬送経路から分離されることが好ましい。 And generally when manufacturing a glass substrate, in order to make a glass substrate into a desired size, both ends in the width direction of the glass substrate are cut along a cutting line along the conveyance direction of the glass substrate. The glass substrate cutting method in the form can be preferably used. In this case, after cutting both ends in the width direction of the glass substrate, only the center portion in the width direction is used as a product, so both ends in the width direction of the glass substrate, that is, the ears, are separated from the conveyance path of the glass substrate after cutting. It is preferred that
具体的には例えば、加熱工程よりもガラス基板の搬送方向下流側に、耳離し手段を設け、耳離し手段により、切断されたガラス基板の耳部をガラス基板の搬送方向から離反する向きに方向変更させ、分離することができる。 Specifically, for example, an ear release means is provided on the downstream side of the heating step in the transport direction of the glass substrate, and the ear portion of the cut glass substrate is directed away from the transport direction of the glass substrate by the ear release means. Can be changed and separated.
耳離し手段の具体的構成は特に限定されないが、例えば、ガラス基板の耳部の方向変更の支点となる搬送ローラと、支点となる搬送ローラと反対側においてガラス基板の耳部に接触して搬送ローラとともに耳部を押さえる耳部安定保持手段とにより構成できる。 Although the specific configuration of the ear release means is not particularly limited, for example, a conveyance roller that serves as a fulcrum for changing the direction of the ear portion of the glass substrate, and a conveyance that contacts the ear portion of the glass substrate on the side opposite to the conveyance roller that serves as the fulcrum It can be comprised by the ear | edge part stable holding means which hold | suppresses an ear | edge part with a roller.
分離されたガラス基板の耳部は搬送経路とは異なる副搬送経路に導入し、ガラス基板の中央部とは別途回収することができる。 The separated ears of the glass substrate can be introduced into a sub-transport path different from the transport path, and collected separately from the central portion of the glass substrate.
以上の本実施形態のガラス基板の切断方法の説明においては、搬送ローラ32上を水平搬送されているガラス基板を例に本実施形態のガラス基板の切断方法について説明してきた。しかしながら、本実施形態のガラス基板の切断方法は水平搬送されているガラス基板の切断に限定されるものではなく、例えばダウンドロー法等により成形され、垂直搬送されているガラス基板に対しても適用することができる。この場合、例えばガラス基板の一方の面から押圧部材により、レーザ光を照射するレーザ光の照射領域を含むガラス基板の切断予定線に対して直交する幅方向の一部の領域を、ガラス基板の幅方向に湾曲させることができる。そして、上述のように加熱工程、冷却工程を行うことにより垂直搬送されているガラス基板についても同様に切断することができる。
In the above description of the glass substrate cutting method of the present embodiment, the glass substrate cutting method of the present embodiment has been described by taking the glass substrate being horizontally transported on the
また、ガラス基板を垂直搬送している場合でも、ガラス基板の幅方向両端部を切断する際に本実施形態のガラス基板の切断方法を好ましく用いることができる。この場合も、切断されたガラス基板の幅方向の両端部はガラス基板の搬送経路から分離されることが好ましい。 Even when the glass substrate is vertically conveyed, the method for cutting the glass substrate of the present embodiment can be preferably used when cutting both ends in the width direction of the glass substrate. Also in this case, it is preferable that both ends in the width direction of the cut glass substrate are separated from the conveyance path of the glass substrate.
以上に本発明のガラス基板の切断方法について説明してきたが、係るガラス基板の切断方法においては、アシストガスをガラス基板に吹き付けるものではないため、ガラス基板の位置の変位を抑制し、ガラス基板を精度良く切断加工することができる。また、切断時にガラス基板への亀裂の発生を抑制し、表面特性の均一な切断面とすることができる。 Although the glass substrate cutting method of the present invention has been described above, in the glass substrate cutting method, since the assist gas is not sprayed on the glass substrate, the displacement of the position of the glass substrate is suppressed. Cutting can be performed with high accuracy. In addition, the generation of cracks in the glass substrate during cutting can be suppressed, and a cut surface with uniform surface characteristics can be obtained.
以上に説明した本実施形態のガラス基板の切断方法をガラス基板の製造工程に適用し、該ガラス基板の切断方法を用いたガラス基板の製造方法とすることができる。 The glass substrate cutting method of the present embodiment described above can be applied to a glass substrate manufacturing process to provide a glass substrate manufacturing method using the glass substrate cutting method.
係るガラス基板の製造方法においては、ガラス基板を精度良く切断加工することができ、切断時にガラス基板への亀裂の発生を抑制し、均一な切断面とすることができるため、ガラス基板の製造歩留まりの向上や、研磨工程における切断面の研磨時間の短縮又は研磨工程省略の効果が得られる。 In such a method for producing a glass substrate, the glass substrate can be cut with high accuracy, generation of cracks in the glass substrate can be suppressed at the time of cutting, and a uniform cut surface can be obtained. The effect of shortening the polishing time of the cut surface in the polishing process or omitting the polishing process can be obtained.
以下に具体的な実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[実験例1]
本実験例では、レーザ光のエネルギー密度、レーザ光の照射領域のガラス基板に対する相対移動速度を変化させてガラス基板を切断し、切断後のガラス基板の切断面について評価を行った。Specific examples will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
[Experimental Example 1]
In this experimental example, the glass substrate was cut by changing the energy density of the laser beam and the relative movement speed of the irradiation region of the laser beam with respect to the glass substrate, and the cut surface of the cut glass substrate was evaluated.
ガラス基板の切断に当たっては、図1に示した構成により、縦100mm、横100mm、板厚0.1mmの無アルカリホウケイ酸ガラスからなるガラス基板(旭硝子株式会社製 商品名:AN100)について、所定の搬送速度でガラス基板を搬送しながら、切断予定線に沿ってCO2レーザを用いたレーザ光をスポット径が約0.3mmであり、所定のエネルギー密度になるように照射して行った。切断を行う際ガラス基板の周辺温度(環境温度)は、室温(25℃)であった。In cutting the glass substrate, a glass substrate (trade name: AN100, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) made of non-alkali borosilicate glass having a length of 100 mm, a width of 100 mm, and a thickness of 0.1 mm according to the configuration shown in FIG. While carrying the glass substrate at the carrying speed, the laser beam using a CO 2 laser was irradiated along the planned cutting line so that the spot diameter was about 0.3 mm and a predetermined energy density was obtained. When cutting, the ambient temperature (environmental temperature) of the glass substrate was room temperature (25 ° C.).
また、この際、図3、図4に示したように、搬送ローラ32に支持部材33を設け、レーザ光が照射されているレーザ光の照射領域を含むガラス基板の幅方向の一部の領域を、ガラス基板の幅方向に湾曲させながら、レーザ光の照射を行った。この際、レーザ光12は、図3中矢印12で示すようにガラス基板の幅方向の端部側の斜面に照射した。また、図4に示すように、支持部材33は2つの搬送ローラ32に設け、支持部材33を設けた搬送ローラ32間にレーザ光12の照射領域を配置した。
At this time, as shown in FIGS. 3 and 4, a
切断を行った後のガラス基板について、切断ができていなかったものについてはCとして、切断はできたものの、レーザを照射した部分において析出物が観察されず、切断面を目視で確認したところ均一になっていない、またはガラス基板に亀裂が生じたものについてはBとして評価した。ガラス基板を切断でき、目視で均一な切断面であると確認できたものについてはAとして評価を行った。結果を表1及び図10に示す。図10は表1の結果の一部をグラフ化したものである。 Regarding the glass substrate after being cut, it was C when the glass substrate was not cut, but the precipitate was not observed in the portion irradiated with the laser, and the cut surface was visually confirmed to be uniform. Those that were not or were cracked in the glass substrate were evaluated as B. A glass substrate that could be cut and visually confirmed to be a uniform cut surface was evaluated as A. The results are shown in Table 1 and FIG. FIG. 10 is a graph showing a part of the results shown in Table 1.
そして、直線Yは冷却工程において析出物を生じた、レーザ光の照射領域のガラス基板に対する相対移動速度(ここではガラス基板の搬送速度)の最小値を示しており、この場合144(m/時間)であった。 The straight line Y indicates the minimum value of the relative movement speed (here, the conveyance speed of the glass substrate) of the laser light irradiation region where the precipitate is generated in the cooling process. In this case, 144 (m / hour) )Met.
図10によれば、直線Xと直線Yで囲まれる範囲にA評価が分布しており、直線Xよりもエネルギー密度が小さい場合はC評価、直線Yよりも搬送速度が遅い場合にはB評価となっている。 According to FIG. 10, the A evaluation is distributed in a range surrounded by the straight line X and the straight line Y. When the energy density is smaller than the straight line X, the C evaluation is performed, and when the transport speed is slower than the straight line Y, the B evaluation is performed. It has become.
これは、まず、各レーザ光の照射領域のガラス基板に対する相対移動速度(ガラス基板の搬送速度)において、直線X以上のエネルギー密度のレーザ光を照射した場合、レーザ光の照射領域における、ガラス基板の一方の表面から他方の表面までのレーザ光照射領域についてガラスが気化する温度以上に確実に加熱することができているためであると考えられる。 First, in the case of irradiating laser light having an energy density equal to or higher than the straight line X at the relative movement speed (glass substrate transport speed) of each laser light irradiation area to the glass substrate, the glass substrate in the laser light irradiation area This is probably because the laser beam irradiation region from one surface to the other surface can be reliably heated to a temperature higher than the temperature at which the glass vaporizes.
そしてさらに、直線Y以上の搬送速度とすることにより、レーザ光照射後のレーザ光照射領域の周辺部を十分に冷却し、析出物として切断面部分から排除できるため、表面特性が均一な切断面とすることができるためと考えられる。 Furthermore, by setting the conveyance speed to be equal to or higher than the straight line Y, the peripheral portion of the laser light irradiation region after laser light irradiation can be sufficiently cooled and removed as a precipitate from the cut surface portion. It is thought that it can be.
すなわち、C評価となったガラス基板では、レーザ光の照射領域のガラス基板に対する相対移動速度(ガラス基板の搬送速度)に対して十分なレーザ光のエネルギーが付与できておらず、レーザ光の照射領域について、ガラス基板の他方の表面までガラスが気化する温度以上に加熱することができていなかった(ガラス基板の板厚方向全ての範囲について十分に昇温できていなかった)と考えられる。このため、ガラス基板を切断できなかったと推認される。 That is, in the glass substrate that has been evaluated as C, sufficient energy of the laser beam cannot be imparted with respect to the relative movement speed of the irradiation region of the laser beam with respect to the glass substrate (the conveyance speed of the glass substrate). Regarding the region, it is considered that the other surface of the glass substrate could not be heated to a temperature higher than the temperature at which the glass vaporizes (the temperature could not be sufficiently raised in the entire range in the thickness direction of the glass substrate). For this reason, it is estimated that the glass substrate could not be cut.
また、B評価となったガラス基板は、レーザ光の照射領域のガラス基板に対する相対移動速度(ガラス基板の搬送速度)に対して十分なエネルギー密度のレーザ光を照射できているため、ガラス基板の切断が行えている。 Moreover, since the glass substrate which became B evaluation has irradiated the laser beam of sufficient energy density with respect to the relative moving speed (conveyance speed of a glass substrate) with respect to the glass substrate of the irradiation region of a laser beam, Cutting is done.
しかし、レーザ光の照射領域のガラス基板に対する相対移動速度(ガラス基板の搬送速度)が十分ではなく、レーザ光照射後のレーザ光照射領域の周辺部の冷却速度が遅くなり、該周辺部が析出物として排除されずに残り、切断面が均一にならなかったためと推認される。もしくは、レーザ光照射後のレーザ光照射領域の周辺部の温度が、ガラス基板が搬送されることにより冷却される際、所望の冷却速度ではないため、切断面およびその周辺に亀裂が生じたものと推認される。 However, the relative moving speed of the laser light irradiation area with respect to the glass substrate (glass substrate transport speed) is not sufficient, and the cooling speed of the peripheral area of the laser light irradiation area after laser light irradiation becomes slow, and the peripheral area is deposited. It is assumed that the cut surface did not become uniform because it was not excluded as a product. Or, when the temperature of the peripheral part of the laser light irradiation area after laser light irradiation is cooled by transporting the glass substrate, it is not the desired cooling rate, so that the cut surface and its periphery have cracked It is inferred.
これに対して、A評価のガラス基板はレーザ光の照射領域のガラス基板に対する相対移動速度(ガラス基板の搬送速度)にあわせてレーザ光のエネルギー密度を適切に選択できていると考えられる。このため、レーザ光の照射領域についてガラス基板の一方の表面から他方の表面まで、ガラスが気化する温度以上に加熱されていると考えられる。さらに、ガラス基板の搬送速度が適切であるため、レーザ光照射後のレーザ光照射領域の周辺部が適切な冷却速度で冷却され、該レーザ光照射後のレーザ光照射領域の周辺部が析出物として排除され、均一な切断面が得られたものと考えられる。
[実験例2]
本実験例では、切断を行うガラス基板の板厚を0.2mmとした以外は、実験例1と同様にして、レーザ光のエネルギー密度、レーザ光の照射領域のガラス基板に対する相対移動速度を変化させてガラス基板を切断し、切断後のガラス基板の切断面について評価を行った。On the other hand, it is considered that the energy density of the laser light can be appropriately selected for the A-evaluated glass substrate in accordance with the relative movement speed (glass substrate transport speed) of the laser light irradiation region with respect to the glass substrate. For this reason, it is considered that the laser beam irradiation region is heated from one surface of the glass substrate to the other surface at a temperature higher than the temperature at which the glass is vaporized. Furthermore, since the conveyance speed of the glass substrate is appropriate, the peripheral portion of the laser light irradiation region after laser light irradiation is cooled at an appropriate cooling rate, and the peripheral portion of the laser light irradiation region after laser light irradiation is a precipitate. It is considered that a uniform cut surface was obtained.
[Experiment 2]
In this experimental example, the energy density of the laser beam and the relative movement speed of the irradiation region of the laser beam with respect to the glass substrate are changed in the same manner as in Experimental Example 1 except that the thickness of the glass substrate to be cut is 0.2 mm. Then, the glass substrate was cut, and the cut surface of the glass substrate after cutting was evaluated.
結果を表2、図11に示す。図11は表2の結果をグラフ化したものである。 The results are shown in Table 2 and FIG. FIG. 11 is a graph of the results in Table 2.
また、直線Yは冷却工程において析出物を生じた、レーザ光の照射領域のガラス基板に対する相対移動速度(ここではガラス基板の搬送速度)の最小値を示しており、この場合144(m/時間)であった。 The straight line Y indicates the minimum value of the relative movement speed (here, the conveyance speed of the glass substrate) of the irradiation region of the laser beam, in which the precipitate is generated in the cooling process, and in this case, 144 (m / hour) )Met.
これによると、直線Xと直線Yで囲まれる範囲にA評価が分布していることが確認できた。
[実験例3]
本実験例では、切断を行うガラス基板の板厚を0.3mmとした以外は、実験例1と同様にして、レーザ光のエネルギー密度、レーザ光の照射領域のガラス基板に対する相対移動速度を変化させてガラス基板を切断し、切断後のガラス基板の切断面について評価を行った。According to this, it has confirmed that A evaluation was distributed in the range enclosed by the straight line X and the straight line Y. FIG.
[Experiment 3]
In this experimental example, the energy density of the laser beam and the relative movement speed of the irradiation region of the laser beam with respect to the glass substrate are changed in the same manner as in Experimental Example 1 except that the thickness of the glass substrate to be cut is 0.3 mm. Then, the glass substrate was cut, and the cut surface of the glass substrate after cutting was evaluated.
結果を表3、図12に示す。図12は表3の結果をグラフ化したものである。 The results are shown in Table 3 and FIG. FIG. 12 is a graph of the results in Table 3.
また、直線Yは冷却工程において析出物を生じた、レーザ光の照射領域のガラス基板に対する相対移動速度(ここではガラス基板の搬送速度)の最小値を示しており、この場合144(m/時間)であった。 The straight line Y indicates the minimum value of the relative movement speed (here, the conveyance speed of the glass substrate) of the irradiation region of the laser beam, in which the precipitate is generated in the cooling process, and in this case, 144 (m / hour) )Met.
本実験例ではガラス基板の搬送速度を変化させず、照射するレーザ光のエネルギー密度を変化させてガラス基板の切断を行っている。これによるとレーザ光のエネルギー密度を増加させて直線Xよりも大きなエネルギー密度とした場合に、レーザ光の照射領域について、ガラス基板の一方の表面から他方の表面までレーザ光照射領域についてガラスが気化する温度以上に加熱することができ、A評価となることが確認できた。
[実験例4]
本実験例では、切断を行うガラス基板の板厚を0.6mmとした以外は、実験例1と同様にして、レーザ光のエネルギー密度、レーザ光の照射領域のガラス基板に対する相対移動速度を変化させてガラス基板を切断し、切断後のガラス基板の切断面について評価を行った。In this experimental example, the glass substrate is cut by changing the energy density of the laser beam to be irradiated without changing the conveyance speed of the glass substrate. According to this, when the energy density of the laser beam is increased to be higher than the straight line X, the glass is vaporized in the laser beam irradiation region from one surface of the glass substrate to the other surface in the laser beam irradiation region. It was possible to heat to a temperature higher than the temperature to be evaluated, and it was confirmed that the evaluation was A.
[Experimental Example 4]
In this experimental example, the energy density of the laser beam and the relative movement speed of the irradiation region of the laser beam with respect to the glass substrate are changed in the same manner as in Experimental Example 1 except that the thickness of the glass substrate to be cut is 0.6 mm. Then, the glass substrate was cut, and the cut surface of the glass substrate after cutting was evaluated.
結果を表4、図13に示す。図13は表4の結果をグラフ化したものである。 The results are shown in Table 4 and FIG. FIG. 13 is a graph of the results in Table 4.
また、直線Yは冷却工程において析出物を生じた、レーザ光の照射領域のガラス基板に対する相対移動速度(ここではガラス基板の搬送速度)の最小値を示しており、この場合144(m/時間)であった。 The straight line Y indicates the minimum value of the relative movement speed (here, the conveyance speed of the glass substrate) of the irradiation region of the laser beam, in which the precipitate is generated in the cooling process, and in this case, 144 (m / hour) )Met.
本実験例においては、直線Xよりも照射するレーザ光のエネルギー密度が低かった。このため、レーザ光の照射領域の、ガラス基板に対する相対移動速度(ガラス基板の搬送速度)に対して十分なレーザ光のエネルギーが付与できず、レーザ光の照射部について、ガラス基板の他方の表面までガラス基板が気化する温度以上に加熱できなかったと考えられる。従って、ガラス基板を切断できずC評価となったと考えられる。 In this experimental example, the energy density of the laser beam to be irradiated was lower than that of the straight line X. For this reason, sufficient energy of the laser beam cannot be imparted with respect to the relative movement speed of the laser beam irradiation region with respect to the glass substrate (the conveyance speed of the glass substrate), and the other surface of the glass substrate with respect to the laser beam irradiation portion It is considered that the glass substrate could not be heated to a temperature higher than the temperature at which it vaporizes. Therefore, it was considered that C evaluation was made because the glass substrate could not be cut.
以上にガラス基板の切断方法、及びガラス基板の製造方法を、実施形態等で説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されない。特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。 Although the cutting method of the glass substrate and the manufacturing method of the glass substrate have been described above in the embodiments and the like, the present invention is not limited to the above embodiments and the like. Various modifications and changes are possible within the scope of the gist of the present invention described in the claims.
本出願は、2013年5月28日に日本国特許庁に出願された特願2013−112182号に基づく優先権を主張するものであり、特願2013−112182号の全内容を本国際出願に援用する。 This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2013-112182 filed with the Japan Patent Office on May 28, 2013. The entire contents of Japanese Patent Application No. 2013-112182 are incorporated herein by reference. Incorporate.
11 ガラス基板
12 レーザ光
33 支持部材
40 保持部材
71 レーザ光照射部
72 レーザ光照射部の周辺部
81、82 析出物DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記ガラス基板の板厚は、3.0mm以下であり、
前記ガラス基板の一方の表面に前記レーザ光を照射するレーザ光の照射領域を含む前記ガラス基板の切断予定線に対して直交する幅方向の一部の領域を、前記ガラス基板の前記幅方向に湾曲させ、
前記レーザ光の照射領域において、前記ガラス基板の一方の表面から他方の表面までのレーザ光照射部が気化する温度以上に加熱し、
前記レーザ光の照射領域を前記ガラス基板の切断予定線に沿って、前記ガラス基板に対して相対的に移動させることを特徴とするガラス基板の切断方法。 A method for cutting a glass substrate by irradiating a laser beam along a planned cutting line by irradiating a laser beam,
The plate thickness of the glass substrate is 3.0 mm or less,
A partial region in the width direction orthogonal to the planned cutting line of the glass substrate including a laser light irradiation region for irradiating the laser light on one surface of the glass substrate is formed in the width direction of the glass substrate. Bend and
In the irradiation region of the laser beam, the laser beam irradiation part from one surface of the glass substrate to the other surface is heated to a temperature higher than vaporization,
A method for cutting a glass substrate, wherein the irradiation region of the laser beam is moved relative to the glass substrate along a planned cutting line of the glass substrate.
前記ガラス基板の切断予定線を含む前記ガラス基板の前記幅方向の一部の領域を前記ガラス基板の前記幅方向に湾曲させる請求項1に記載のガラス基板の切断方法。 Over the range from the laser light irradiation region to a portion separated by a predetermined distance along the planned cutting line of the glass substrate,
The method for cutting a glass substrate according to claim 1, wherein a partial region in the width direction of the glass substrate including a planned cutting line of the glass substrate is curved in the width direction of the glass substrate.
前記レーザ光の照射領域を含む前記ガラス基板の前記幅方向の一部の領域を、前記ガラス基板の幅方向に湾曲させる請求項1または2に記載のガラス基板の切断方法。 The glass from the other surface side of the glass substrate is supported by a support member so that a partial region in the width direction of the glass substrate including the irradiation region of the laser light protrudes from a region of another part of the glass substrate. By supporting the substrate,
The method for cutting a glass substrate according to claim 1 or 2, wherein a partial region in the width direction of the glass substrate including the irradiation region of the laser light is curved in the width direction of the glass substrate.
ガラス基板の前記他の部分の領域から突出した、前記ガラス基板の前記幅方向の一部の領域のうち、前記ガラス基板の前記幅方向の端部側の斜面に前記レーザ光の照射領域が配置されるように、
前記ガラス基板を支持する請求項3に記載のガラス基板の切断方法。 The support member is
Of the partial region in the width direction of the glass substrate that protrudes from the region of the other part of the glass substrate, the irradiation region of the laser light is disposed on the inclined surface on the end side in the width direction of the glass substrate. To be,
The method for cutting a glass substrate according to claim 3, wherein the glass substrate is supported.
前記レーザ光の照射領域を含む前記ガラス基板の前記幅方向の一部の領域を、前記ガラス基板の幅方向に湾曲させる請求項1または2に記載のガラス基板の切断方法。 The glass from the other surface side of the glass substrate is held by the holding member so that a partial region in the width direction of the glass substrate including the irradiation region of the laser beam is bent from the other region of the glass substrate by its own weight. By holding the substrate,
The method for cutting a glass substrate according to claim 1 or 2, wherein a partial region in the width direction of the glass substrate including the irradiation region of the laser light is curved in the width direction of the glass substrate.
E≧50×t×v
の関係を満たす請求項1乃至6いずれか一項に記載のガラス基板の切断方法。 When the relative movement speed of the laser light irradiation region with respect to the glass substrate is v (m / hour), the energy density of the laser light is E (W / mm 2 ), and the thickness of the glass substrate is t (mm). ,
E ≧ 50 × t × v
The method for cutting a glass substrate according to any one of claims 1 to 6, wherein the relationship is satisfied.
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