JP6931919B2 - Residual stress reduction method for glass substrate and residual stress reduction device for glass substrate - Google Patents

Residual stress reduction method for glass substrate and residual stress reduction device for glass substrate Download PDF

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Description

本発明は、ガラス基板の残留応力低減方法及びガラス基板の残留応力低減装置に関する。 The present invention relates to a method for reducing residual stress on a glass substrate and a device for reducing residual stress on a glass substrate.

ガラスの基板を製品寸法に切り出すためには、ガラス基板にホイールによってスクライブラインを形成し、そしてガラス基板を曲げることでスクライブラインに沿ってガラス基板を分断している(例えば、特許文献1を参照)。しかし、ホイール刃で印加された力及び分断時に加えられた応力が原因で、スクライブラインには残留応力が残る。したがって、ガラス基板の表面に水平方向にクラックが自然発生しやすく、また、時間が経過するとクラックが湿気等によってさらに成長する。 In order to cut a glass substrate into product dimensions, a scribe line is formed on the glass substrate by a wheel, and the glass substrate is divided along the scribe line by bending the glass substrate (see, for example, Patent Document 1). ). However, residual stress remains in the scribe line due to the force applied by the wheel blade and the stress applied during the break. Therefore, cracks are likely to occur naturally on the surface of the glass substrate in the horizontal direction, and the cracks further grow due to moisture or the like over time.

また、ガラス基板の端面(エッジ)にレーザ光を照射して溶融面取りを行うことで、ガラス基板の端面の強度を向上させる技術が知られている(例えば、特許文献2を参照)。この溶融面取りでは、基板エッジの微細なクラックが消失し、端面強度が向上する。
しかしこの方法では、溶融部近傍に残留応力が生じる。そして、残留応力によって、基板が割れる可能性が高まる。具体的には、内部欠陥の経時的な成長や後発的な傷による破壊が生じる可能性が高まり、残留応力の大きさによっては、数十分以内に破壊が生じることがある。
Further, there is known a technique for improving the strength of the end face of a glass substrate by irradiating the end face (edge) of the glass substrate with a laser beam to perform melt chamfering (see, for example, Patent Document 2). In this melt chamfering, fine cracks on the edge of the substrate disappear and the end face strength is improved.
However, in this method, residual stress is generated in the vicinity of the molten portion. Then, the residual stress increases the possibility that the substrate will crack. Specifically, the possibility of internal defects growing over time and fracture due to subsequent scratches increases, and fracture may occur within several tens of minutes depending on the magnitude of residual stress.

特開平6−144875号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-144875 特許第5245819号公報Japanese Patent No. 5245819

以上を考慮して、従来からガラス基板のエッジの残留応力を低減する方法が開発されている。例えば、ガラス基板の残留応力を低減する方法では、昇温後に徐冷を行う。具体的には、最初に、ガラス基板全体をガラス転移点以上の温度まで均一に加熱し、次にそれを一定時間保持し、最後に常温まで徐冷する。一般には、加熱・保持・徐冷の工程に数時間以上の時間を要する。
この方法では、ガラス基板のエッジの残留応力をほぼ完全に除去できるという利点がある。また、炉で複数個のガラス基板を同時処理できるという利点がある。
In consideration of the above, a method for reducing the residual stress at the edge of the glass substrate has been conventionally developed. For example, in the method of reducing the residual stress of the glass substrate, slow cooling is performed after the temperature is raised. Specifically, first, the entire glass substrate is uniformly heated to a temperature equal to or higher than the glass transition point, then it is held for a certain period of time, and finally it is slowly cooled to room temperature. Generally, it takes several hours or more for the heating, holding, and slow cooling steps.
This method has an advantage that the residual stress at the edge of the glass substrate can be almost completely removed. In addition, there is an advantage that a plurality of glass substrates can be processed simultaneously in the furnace.

しかし、基板全体をガラス転移点以上に加熱するので、例えば樹脂のような耐熱性の低い材料と一体になったガラス製品には適用できない。図22には、ガラス基板Gに樹脂材料P1、P2が一体に形成されたガラス製品を示している。
また、1回の残留応力低減処理に数時間以上の時間がかかるため、残留応力が発生した直後に残留応力を低減することはできない。そのため、高い残留応力によって数十分以内に破壊が生じる確率が高いガラス基板に適用するのが困難である。
However, since the entire substrate is heated above the glass transition point, it cannot be applied to glass products integrated with a material having low heat resistance such as resin. FIG. 22 shows a glass product in which resin materials P1 and P2 are integrally formed on a glass substrate G.
Further, since it takes several hours or more for one residual stress reduction process, it is not possible to reduce the residual stress immediately after the residual stress is generated. Therefore, it is difficult to apply it to a glass substrate having a high probability of fracture within several tens of minutes due to high residual stress.

本発明の第一の目的は、樹脂のような耐熱性の低い材料と一体になったガラス基板の残留応力を低減できるようにすることにある。
本発明の第二の目的は、高い残留応力によって通常は数十分以内で破壊が生じるガラス基板に対しても、破壊が生じる前に残留応力を低減できるようにすることにある。
A first object of the present invention is to make it possible to reduce the residual stress of a glass substrate integrated with a material having low heat resistance such as resin.
A second object of the present invention is to make it possible to reduce the residual stress before the fracture occurs even for a glass substrate which is usually fractured within several tens of minutes due to a high residual stress.

以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。 Hereinafter, a plurality of aspects will be described as means for solving the problem. These aspects can be arbitrarily combined as needed.

本発明の一見地に係るガラス基板の残留応力低減方法は、下記のステップを備えている。
◎ガラス基板の残留応力が高い部分にレーザ光を走査することで残留応力を低減するレーザ光走査ステップ。
この方法では、ガラス基板の残留応力が高い部分が加熱されるので、樹脂のような耐熱性の低い材料と一体になったガラス基板の残留応力を低減できるようになる。ガラス基板全体が加熱されないので、樹脂等に熱の影響が生じにくいからである。
また、この方法では、残留応力が高い領域の面積が極端に広くなければ、数十分以内に残留応力低減処理を完了することができ、高い残留応力によって通常は数十分以内で破壊が生じるガラス基板に対しても、破壊が生じる前に残留応力を低減できるようになる。
「残留応力が高い部分が加熱される」とは、ガラス基板は加熱されない部分があることを意味する。
「残留応力を低減する」とは、内部欠陥の経時的な成長が抑制され、外力を加えていないガラス基板が既定の時間内に割れない程度まで残留応力を低減することを意味する。
The method for reducing residual stress of a glass substrate according to the seemingly present invention includes the following steps.
◎ A laser beam scanning step that reduces the residual stress by scanning the laser beam on the part of the glass substrate where the residual stress is high.
In this method, since the portion of the glass substrate having a high residual stress is heated, the residual stress of the glass substrate integrated with a material having low heat resistance such as resin can be reduced. This is because the entire glass substrate is not heated, so that the resin and the like are less likely to be affected by heat.
Further, in this method, if the area of the region where the residual stress is high is not extremely large, the residual stress reduction treatment can be completed within several tens of minutes, and the high residual stress usually causes fracture within several tens of minutes. Even for glass substrates, residual stress can be reduced before fracture occurs.
"The portion with high residual stress is heated" means that the glass substrate has a portion that is not heated.
“Reducing the residual stress” means that the growth of internal defects over time is suppressed, and the residual stress is reduced to the extent that the glass substrate to which no external force is applied does not crack within a predetermined time.

レーザ光走査ステップは、ガラス基板の残留応力が高い部分に沿って複数のレーザ光を走査してもよい。
この方法では、レーザ光走査ステップに要する時間が短くなる。
レーザ光走査ステップは、ガラス基板の端面近傍部分に沿ってレーザ光を走査してもよい。
この方法では、ガラス基板の端面近傍部分が加熱されるので、樹脂等と一体になったガラス基板の端面の残留応力を低減できるようになる。ガラス基板全体が加熱されないので、樹脂等に熱の影響が生じにくいからである。また、この方法では、残留応力が高い領域の面積が極端に広くなければ、数十分以内に残留応力低減処理を完了することができ、高い残留応力によって通常は数十分以内で破壊が生じるガラス基板に対しても、破壊が生じる前に残留応力を低減できるようになる。
「端面近傍部分」とは、端面及びその近傍に対応する部分である。
「端面近傍部分が加熱される」とは、端面近傍部分より中心側には加熱されない部分があることを意味する。
The laser beam scanning step may scan a plurality of laser beams along a portion of the glass substrate where the residual stress is high.
In this method, the time required for the laser beam scanning step is shortened.
The laser beam scanning step may scan the laser beam along the portion near the end face of the glass substrate.
In this method, since the portion near the end face of the glass substrate is heated, the residual stress of the end face of the glass substrate integrated with the resin or the like can be reduced. This is because the entire glass substrate is not heated, so that the resin and the like are less likely to be affected by heat. Further, in this method, if the area of the region where the residual stress is high is not extremely large, the residual stress reduction treatment can be completed within several tens of minutes, and the high residual stress usually causes fracture within several tens of minutes. Even for glass substrates, residual stress can be reduced before fracture occurs.
The "end face near portion" is a portion corresponding to the end face and its vicinity.
"The portion near the end face is heated" means that there is a portion that is not heated on the center side of the portion near the end face.

レーザ光走査ステップは、ガラス基板の端面近傍部分に沿って複数のレーザ光を走査してもよい。
この方法では、レーザ光走査ステップに要する時間が短くなる。
The laser beam scanning step may scan a plurality of laser beams along the portion near the end face of the glass substrate.
In this method, the time required for the laser beam scanning step is shortened.

本発明の他の見地に係るガラス基板の残留応力低減装置は、レーザ装置を備えている。レーザ装置は、ガラス基板の残留応力が高い部分にレーザ光を走査することで残留応力を低減する。
この装置では、ガラス基板の残留応力が高い部分が加熱されるので、樹脂のような耐熱性の低い材料と一体になったガラス基板の残留応力を低減できるようになる。ガラス基板全体が加熱されないので、樹脂等に熱の影響が生じにくいからである。また、この装置では、残留応力が高い領域の面積が極端に広くなければ、数十分以内に残留応力低減処理を完了することができ、高い残留応力によって通常は数十分以内で破壊が生じるガラス基板に対しても、破壊が生じる前に残留応力を低減できるようになる。
The residual stress reducing device for a glass substrate according to another aspect of the present invention includes a laser device. The laser apparatus reduces the residual stress by scanning the laser beam on the portion of the glass substrate where the residual stress is high.
In this apparatus, since the portion of the glass substrate having a high residual stress is heated, the residual stress of the glass substrate integrated with a material having low heat resistance such as resin can be reduced. This is because the entire glass substrate is not heated, so that the resin and the like are less likely to be affected by heat. Further, in this device, if the area of the region where the residual stress is high is not extremely large, the residual stress reduction treatment can be completed within several tens of minutes, and the high residual stress usually causes fracture within several tens of minutes. Even for glass substrates, residual stress can be reduced before fracture occurs.

レーザ装置は、ガラス基板の残留応力が高い部分に沿って複数のレーザ光を走査してもよい。
この装置では、レーザ光走査ステップに要する時間が短くなる。
レーザ装置は、ガラス基板の端面近傍部分に沿ってレーザ光を走査してもよい。
この装置では、ガラス基板の端面近傍部分が加熱されるので、樹脂等と一体になったガラス基板の端面の残留応力を低減できるようになる。ガラス基板全体が加熱されないので、樹脂等に熱の影響が生じにくいからである。また、この装置では、残留応力が高い領域の面積が極端に広くなければ、数十分以内に残留応力低減処理を完了することができ、高い残留応力によって通常は数十分以内で破壊が生じるガラス基板に対しても、破壊が生じる前に残留応力を低減できるようになる。
The laser apparatus may scan a plurality of laser beams along a portion of the glass substrate where the residual stress is high.
In this device, the time required for the laser beam scanning step is shortened.
The laser apparatus may scan the laser beam along the portion near the end face of the glass substrate.
In this device, since the portion near the end face of the glass substrate is heated, the residual stress of the end face of the glass substrate integrated with the resin or the like can be reduced. This is because the entire glass substrate is not heated, so that the resin and the like are less likely to be affected by heat. Further, in this device, if the area of the region where the residual stress is high is not extremely large, the residual stress reduction treatment can be completed within several tens of minutes, and the high residual stress usually causes fracture within several tens of minutes. Even for glass substrates, residual stress can be reduced before fracture occurs.

レーザ装置は、ガラス基板の端面近傍部分に沿って複数のレーザ光を走査してもよい。
この装置では、レーザ光走査に要する時間が短くなる。
The laser apparatus may scan a plurality of laser beams along a portion near the end face of the glass substrate.
With this device, the time required for laser beam scanning is shortened.

本発明によれば、樹脂のような耐熱性の低い材料と一体になったガラス基板の残留応力を低減できるようになる。ガラス基板全体が加熱されないので、樹脂等に熱の影響が生じにくいからである。さらに、本発明によれば、残留応力が高い領域の面積が極端に広くなければ、数十分以内に残留応力低減処理を完了することができ、高い残留応力によって通常は数十分以内で破壊が生じるガラス基板に対しても、破壊が生じる前に残留応力を低減できるようになる。 According to the present invention, the residual stress of a glass substrate integrated with a material having low heat resistance such as resin can be reduced. This is because the entire glass substrate is not heated, so that the resin and the like are less likely to be affected by heat. Further, according to the present invention, if the area of the region where the residual stress is high is not extremely large, the residual stress reduction treatment can be completed within several tens of minutes, and the high residual stress usually causes fracture within several tens of minutes. Residual stress can be reduced even for a glass substrate in which the above occurs before the fracture occurs.

本発明の第1実施形態のレーザ照射装置の模式図。The schematic diagram of the laser irradiation apparatus of 1st Embodiment of this invention. レーザスポットの移動を示すガラス基板の模式図。The schematic diagram of the glass substrate which shows the movement of a laser spot. 溶融面取りされたガラス基板の断面写真。A cross-sectional photograph of a glass substrate that has been melt-chamfered. 溶融面取りされたガラス基板の端面から中央側に向かってのリタデーションの変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the retardation from the end face of the melt chamfered glass substrate toward the center side. ガラス基板の残留応力が高くなっている部分を示す模式的平面図。The schematic plan view which shows the part where the residual stress of a glass substrate is high. ガラス基板の残留応力が高くなっている部分を示す模式的断面図。The schematic cross-sectional view which shows the part where the residual stress of a glass substrate is high. レーザスポットの移動を示すガラス基板の模式図。The schematic diagram of the glass substrate which shows the movement of a laser spot. 溶融面取りされたガラス基板の端面から中央側に向かってのリタデーションの変化を、残留応力低減処理の前後で比較するためのグラフ。A graph for comparing the change in retardation from the end face of the melt-chamfered glass substrate toward the center side before and after the residual stress reduction treatment. 溶融面取りされたガラス基板の端面から中央側に向かってのリタデーションの変化を、残留応力低減処理の前後で比較するためのグラフ。A graph for comparing the change in retardation from the end face of the melt-chamfered glass substrate toward the center side before and after the residual stress reduction treatment. 溶融面取りされたガラス基板の端面から中央側に向かってのリタデーションの変化を、残留応力低減処理の前後で比較するためのグラフ。A graph for comparing the change in retardation from the end face of the melt-chamfered glass substrate toward the center side before and after the residual stress reduction treatment. 残留応力低減処理における、走査速度が異なる場合の温度分布を示すシミュレーション結果。Simulation results showing the temperature distribution when the scanning speed is different in the residual stress reduction process. 残留応力低減処理における、走査速度が異なる場合の温度分布を示すシミュレーション結果。Simulation results showing the temperature distribution when the scanning speed is different in the residual stress reduction process. 参考実験を実施する際のレーザスポットSの形状のバリエーションを示す模式的平面図。The schematic plan view which shows the variation of the shape of the laser spot S when carrying out a reference experiment. 参考実験を実施する際のレーザスポットSの形状のバリエーションを示す模式的平面図。The schematic plan view which shows the variation of the shape of the laser spot S when carrying out a reference experiment. 参考実験を実施する際のレーザスポットSの形状のバリエーションを示す模式的平面図Schematic plan view showing variations in the shape of the laser spot S when conducting a reference experiment レーザスポットの移動を示すガラス基板の模式図。The schematic diagram of the glass substrate which shows the movement of a laser spot. レーザスポットの移動を示すガラス基板の模式図。The schematic diagram of the glass substrate which shows the movement of a laser spot. レーザスポットの移動を示すガラス基板の模式図。The schematic diagram of the glass substrate which shows the movement of a laser spot. レーザスポットの移動を示すガラス基板の模式図。The schematic diagram of the glass substrate which shows the movement of a laser spot. レーザスポットの移動を示すガラス基板の模式図。The schematic diagram of the glass substrate which shows the movement of a laser spot. レーザスポットの移動を示すガラス基板の模式図。The schematic diagram of the glass substrate which shows the movement of a laser spot. 耐熱性の低い材料と一体になった従来のガラス製品の模式的平面図。Schematic plan view of a conventional glass product integrated with a material with low heat resistance.

1.第1実施形態
(1)レーザ照射装置
図1に、本発明の一実施形態によるレーザ照射装置1の全体構成を示す。図1は、本発明の第1実施形態のレーザ照射装置の模式図である。
レーザ照射装置1は、ガラス基板Gの残留応力が高い部分を加熱することで残留応力を低減する機能を有している。
1. 1. First Embodiment (1) Laser Irradiation Device FIG. 1 shows the overall configuration of the laser irradiation device 1 according to one embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic view of the laser irradiation device according to the first embodiment of the present invention.
The laser irradiation device 1 has a function of reducing the residual stress by heating a portion of the glass substrate G having a high residual stress.

ガラス基板Gは、ガラスのみからなるものと、ガラスに樹脂等の他の部材が組み合わせられたものを含む。ガラスの種類の代表的な例としては、ディスプレイやインパネ等に使われるソーダガラス、無アルカリガラスが挙げられるが、種類はこれらに限定されない。ガラスの厚さは、具体的には、3mm以下であり、例えば、0.004〜3mmの範囲、好ましくは0.2〜0.4mmの範囲である。 The glass substrate G includes one made of only glass and one in which other members such as resin are combined with glass. Typical examples of the types of glass include soda glass and non-alkali glass used for displays and instrument panels, but the types are not limited to these. Specifically, the thickness of the glass is 3 mm or less, for example, in the range of 0.004 to 3 mm, preferably in the range of 0.2 to 0.4 mm.

レーザ照射装置1は、レーザ装置3を備えている。レーザ装置3は、ガラス基板Gにレーザ光を照射するためのレーザ発振器15と、レーザ制御部17とを有している。レーザ制御部17はレーザ発振器15の駆動及びレーザパワーを制御できる。
レーザ装置3は、レーザ光を後述する機械駆動系側に伝送する伝送光学系5を有している。伝送光学系5は、例えば、集光レンズ19、複数のミラー(図示せず)、プリズム(図示せず)等を有する。
レーザ照射装置1は、レンズの位置を光軸方向に移動させることによって、レーザ光のスポットの大きさを変更する駆動機構11を有している。
The laser irradiation device 1 includes a laser device 3. The laser device 3 includes a laser oscillator 15 for irradiating the glass substrate G with laser light, and a laser control unit 17. The laser control unit 17 can control the drive of the laser oscillator 15 and the laser power.
The laser device 3 has a transmission optical system 5 that transmits laser light to the mechanical drive system side, which will be described later. The transmission optical system 5 includes, for example, a condenser lens 19, a plurality of mirrors (not shown), a prism (not shown), and the like.
The laser irradiation device 1 has a drive mechanism 11 that changes the size of a spot of laser light by moving the position of the lens in the optical axis direction.

レーザ照射装置1は、ガラス基板Gが載置される加工テーブル7を有している。加工テーブル7は、テーブル駆動部13によって移動される。テーブル駆動部13は、加工テーブル7をヘッド(図示せず)に対して水平方向に移動させる移動装置(図示せず)を有している。移動装置は、ガイドレール、モータ等を有する公知の機構である。 The laser irradiation device 1 has a processing table 7 on which the glass substrate G is placed. The processing table 7 is moved by the table drive unit 13. The table drive unit 13 has a moving device (not shown) that moves the machining table 7 in the horizontal direction with respect to the head (not shown). The moving device is a known mechanism having a guide rail, a motor, and the like.

レーザ照射装置1は、制御部9を備えている。制御部9は、プロセッサ(例えば、CPU)と、記憶装置(例えば、ROM、RAM、HDD、SSDなど)と、各種インターフェース(例えば、A/Dコンバータ、D/Aコンバータ、通信インターフェースなど)を有するコンピュータシステムである。制御部9は、記憶部(記憶装置の記憶領域の一部又は全部に対応)に保存されたプログラムを実行することで、各種制御動作を行う。
制御部9は、単一のプロセッサで構成されていてもよいが、各制御のために独立した複数のプロセッサから構成されていてもよい。
The laser irradiation device 1 includes a control unit 9. The control unit 9 has a processor (for example, a CPU), a storage device (for example, ROM, RAM, HDD, SSD, etc.), and various interfaces (for example, an A / D converter, a D / A converter, a communication interface, etc.). It is a computer system. The control unit 9 performs various control operations by executing a program stored in the storage unit (corresponding to a part or all of the storage area of the storage device).
The control unit 9 may be composed of a single processor, or may be composed of a plurality of independent processors for each control.

制御部9は、レーザ制御部17を制御できる。制御部9は、駆動機構11を制御できる。制御部9は、テーブル駆動部13を制御できる。
制御部9には、図示しないが、ガラス基板Gの大きさ、形状及び位置を検出するセンサ、各装置の状態を検出するためのセンサ及びスイッチ、並びに情報入力装置が接続されている。
The control unit 9 can control the laser control unit 17. The control unit 9 can control the drive mechanism 11. The control unit 9 can control the table drive unit 13.
Although not shown, the control unit 9 is connected to a sensor for detecting the size, shape, and position of the glass substrate G, a sensor and a switch for detecting the state of each device, and an information input device.

(2)溶融面取り動作
ガラス基板Gに残留応力が生じる加工の例として、図2〜図4を用いて、ガラス基板Gの端面を溶融面取りする動作を説明する。図2は、レーザスポットの移動を示すガラス基板の模式図である。図3は、溶融面取りされたガラス基板の断面写真である。図4は、溶融面取りされたガラス基板の端面から中央側に向かってのリタデーションの変化を示すグラフである。
(2) Melt chamfering operation As an example of processing in which residual stress is generated in the glass substrate G, an operation of melting chamfering the end face of the glass substrate G will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a schematic view of a glass substrate showing the movement of a laser spot. FIG. 3 is a cross-sectional photograph of a glass substrate that has been melt chamfered. FIG. 4 is a graph showing the change in retardation from the end face of the melt-chamfered glass substrate toward the center side.

図2に示すように、ガラス基板Gに対して、レーザ光を、ガラス基板Gの端面近傍部分21に照射し、さらにレーザスポットSをガラス基板Gの端面20に沿って走査する。このとき、レーザスポットSが、ガラス基板Gの端面20から基板内側(中央側)に向かって例えば、10μm〜150μm離れた位置にくるようにセットする。 As shown in FIG. 2, the glass substrate G is irradiated with a laser beam to the portion 21 near the end face of the glass substrate G, and the laser spot S is further scanned along the end face 20 of the glass substrate G. At this time, the laser spot S is set so as to be at a position, for example, 10 μm to 150 μm away from the end surface 20 of the glass substrate G toward the inside (center side) of the substrate.

以上のようなレーザスポットSの照射及び走査によって、ガラス基板Gの端面近傍部分21が加熱される。特に、中赤外光のレーザ光を照射することによって、レーザ光はガラス基板Gの内部まで透過しながら吸収される。したがって、ガラス基板Gの端面20は、レーザ光の照射面である表面側のみではなく、ガラス基板Gの内部及び裏面側の全体にわたって比較的均一に加熱される。このため、ガラス基板Gの端面20は基板厚みの中央部が外側に膨らむように溶融し、その結果、図3に示すように、端面20が面取りされる。 By irradiating and scanning the laser spot S as described above, the portion 21 near the end face of the glass substrate G is heated. In particular, by irradiating the laser beam of mid-infrared light, the laser beam is absorbed while being transmitted to the inside of the glass substrate G. Therefore, the end surface 20 of the glass substrate G is heated relatively uniformly not only on the front surface side which is the irradiation surface of the laser beam but also on the entire inside and the back surface side of the glass substrate G. Therefore, the end face 20 of the glass substrate G is melted so that the central portion of the substrate thickness bulges outward, and as a result, the end face 20 is chamfered as shown in FIG.

以上の結果、図4に示すように、ガラス基板Gの端面近傍部分(例えば、端面20から200μmの領域)では、リタデーション(nm)が高くなる。リタデーションは、物体を透過した光に生じる位相差であり、物体内にはたらく応力に比例する値である。外力を加えていない物体のリタデーションが高いということは、残留応力が高くなっていることを意味する。 As a result of the above, as shown in FIG. 4, the retardation (nm) is high in the portion near the end face of the glass substrate G (for example, the region of the end face 20 to 200 μm). The retardation is a phase difference generated in the light transmitted through the object, and is a value proportional to the stress acting in the object. High retardation of an object to which no external force is applied means high residual stress.

(3)残留応力低減処理
図5〜図7を用いて、ガラス基板Gの端面近傍部分を加熱する残留応力低減処理を説明する。図5は、ガラス基板の残留応力が高くなっている部分を示す模式的平面図である。図6は、ガラス基板の残留応力が高くなっている部分を示す模式的断面図である。図7は、レーザスポットの移動を示すガラス基板の模式図である。
(3) Residual stress reduction treatment The residual stress reduction treatment for heating the portion near the end face of the glass substrate G will be described with reference to FIGS. 5 to 7. FIG. 5 is a schematic plan view showing a portion of the glass substrate where the residual stress is high. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a portion of the glass substrate where the residual stress is high. FIG. 7 is a schematic view of a glass substrate showing the movement of the laser spot.

図7に示すように、加工テーブル7上のガラス基板Gに対して、レーザ光を、ガラス基板Gの端面近傍部分21に照射し、さらにレーザスポットSをガラス基板Gの端面近傍部分21に沿って走査する。ここでの端面近傍部分21は、溶融面取りによって残留応力が生じた残留応力発生領域Z(斜線領域)に対応している。
このとき、レーザスポットSはガラス基板Gに対して小さく、例えば、4μm〜20mm程度の大きさに設定する。これにより、ガラス基板Gの端面近傍部分21がレーザスポットSによって加熱される。
As shown in FIG. 7, the glass substrate G on the processing table 7 is irradiated with a laser beam to the portion 21 near the end face of the glass substrate G, and the laser spot S is further applied along the portion 21 near the end face of the glass substrate G. And scan. The portion 21 near the end face here corresponds to the residual stress generation region Z (hatched region) in which the residual stress is generated by the melt chamfering.
At this time, the laser spot S is smaller than the glass substrate G, and is set to a size of, for example, about 4 μm to 20 mm. As a result, the portion 21 near the end face of the glass substrate G is heated by the laser spot S.

本発明者らは、残留応力低減処理においては、高温になる領域を、端面20に沿った方向の狭い範囲に抑えることが必要であることを見い出し、本発明に至った。その根拠は後述する。すなわち、レーザスポットSの走査速度を遅く設定してガラス基板Gをガラス転移点以上の温度まで加熱する。その結果、高温になる領域が端面20に沿った方向に広がることがなく、そのため残留応力を低減する効果が高くなる。逆に、走査速度を速く設定すると、ガラス転移点以上の温度まで加熱するのに必要な出力が増加する。高い出力のレーザスポットSを速い速度で走査させると、高温になる領域が端面20に沿った方向に広がる結果、残留応力を低減する効果が低くなる。
走査速度は、20mm/s以下であればよく、好ましくは10mm/s以下であり、さらに好ましくは5mm/s未満である。
The present inventors have found that in the residual stress reduction treatment, it is necessary to suppress the region where the temperature becomes high to a narrow range in the direction along the end face 20, and have arrived at the present invention. The grounds for this will be described later. That is, the scanning speed of the laser spot S is set to be slow, and the glass substrate G is heated to a temperature equal to or higher than the glass transition point. As a result, the high temperature region does not expand in the direction along the end face 20, and therefore the effect of reducing the residual stress is enhanced. Conversely, setting a faster scanning rate increases the output required to heat above the glass transition point. When the high-power laser spot S is scanned at a high speed, the high-temperature region expands in the direction along the end face 20, and as a result, the effect of reducing the residual stress becomes low.
The scanning speed may be 20 mm / s or less, preferably 10 mm / s or less, and more preferably less than 5 mm / s.

以上の結果、ガラス基板Gの端面近傍部分21(つまり、残留応力発生領域Z)がガラス転移点以上まで加熱され、その結果、残留応力が低減する。
この方法では、ガラス基板Gの端面近傍部分21が加熱される(つまり、ガラス基板G全体が加熱されない)ので、樹脂のような耐熱性の低い材料と一体になったガラス基板Gの端面近傍部分21の残留応力を低減できるようになる。樹脂等に熱の影響が生じにくいからである。さらに、残留応力発生領域Zの面積が極端に広くなければ、数十分以内に残留応力低減処理を完了することができ、高い残留応力によって通常は数十分以内で破壊が生じるガラス基板に対しても、破壊が生じる前に残留応力を低減できるようになる。
As a result of the above, the portion 21 near the end face of the glass substrate G (that is, the residual stress generation region Z) is heated to the glass transition point or higher, and as a result, the residual stress is reduced.
In this method, the portion 21 near the end face of the glass substrate G is heated (that is, the entire glass substrate G is not heated), so that the portion near the end face of the glass substrate G integrated with a material having low heat resistance such as resin is heated. The residual stress of 21 can be reduced. This is because the resin and the like are less likely to be affected by heat. Further, if the area of the residual stress generation region Z is not extremely large, the residual stress reduction treatment can be completed within several tens of minutes, and the glass substrate which is usually broken within several tens of minutes due to the high residual stress. However, the residual stress can be reduced before the fracture occurs.

レーザの種類(波長)は特に限定されない。
必要なレーザ出力は、ガラス基板Gをガラス転移点以上まで加熱できる出力である。このため、ガラスに対する光吸収率が低いレーザを使用する場合は、より高いレーザ出力が必要となる。なお、ガラス基板Gの加熱部の温度がガラス転移点程度である場合、加熱部の変形はほとんど確認されない。加熱部の温度がより高い場合には、加熱部が溶融し、形状が変化する。レーザ出力が高いほど、加熱部の粘度が低下し、短い時間で大きく変形する。本発明によれば、レーザ出力が高く、ガラス基板Gの形状が変形する場合であっても、残留応力が低減される。ただし、ガラス基板Gの許容できる変形量に制約がある製品に本発明を適用する場合には、ガラス基板Gの粘度が低下して変形量が許容値を超えることがないよう、レーザ出力に上限が設定されるべきである。
The type (wavelength) of the laser is not particularly limited.
The required laser output is an output that can heat the glass substrate G to the glass transition point or higher. Therefore, when a laser having a low light absorption rate for glass is used, a higher laser output is required. When the temperature of the heating portion of the glass substrate G is about the glass transition point, deformation of the heating portion is hardly confirmed. When the temperature of the heating portion is higher, the heating portion melts and the shape changes. The higher the laser output, the lower the viscosity of the heated part, and the greater the deformation in a short time. According to the present invention, the residual stress is reduced even when the laser output is high and the shape of the glass substrate G is deformed. However, when the present invention is applied to a product in which the allowable amount of deformation of the glass substrate G is limited, the upper limit of the laser output is set so that the viscosity of the glass substrate G does not decrease and the amount of deformation does not exceed the allowable value. Should be set.

ガラス基板Gへの入熱方向は特に限定されない。ガラス基板Gの表面から入熱されてもよいし、裏面から入熱されてもよいし、端面20から入熱されてもよい。
前記実施形態では溶融面取りが終わった後に残留応力低減処理を行っていたが、溶融面取り加工と残留応力低減処理とを一つのガラス基板Gで並行して行ってもよい。具体的には、2本のレーザビームを用いることで溶融面取り動作の途中で残留応力低減処理が開始され、それ以後は両処理が同時に行われる。その場合は、全体の処理時間が短くなる。
なお、複数のレーザビームを用いるためには、レーザ発振器を複数用意してもよいし、1つのレーザ発振器からレーザビームを分岐させてもよい。
The direction of heat input to the glass substrate G is not particularly limited. The heat may be input from the front surface of the glass substrate G, the heat may be input from the back surface, or the heat may be input from the end surface 20.
In the above embodiment, the residual stress reduction treatment is performed after the melt chamfering is completed, but the melt chamfering treatment and the residual stress reduction treatment may be performed in parallel on one glass substrate G. Specifically, by using two laser beams, the residual stress reduction treatment is started in the middle of the melt chamfering operation, and after that, both treatments are performed at the same time. In that case, the total processing time is shortened.
In order to use a plurality of laser beams, a plurality of laser oscillators may be prepared, or the laser beam may be branched from one laser oscillator.

(4)実験例
図8〜図10を用いて、レーザ走査による残留応力低減処理の実験例を説明する。図8〜図10は、溶融面取りされたガラス基板(厚さ200μmの無アルカリガラス)の端面から中央側に向かってのリタデーションの変化を、残留応力低減処理の前後で比較するためのグラフである。
(4) Experimental Example An experimental example of residual stress reduction processing by laser scanning will be described with reference to FIGS. 8 to 10. 8 to 10 are graphs for comparing the change in retardation from the end face of the melt-chamfered glass substrate (non-alkali glass having a thickness of 200 μm) toward the center side before and after the residual stress reduction treatment. ..

残留応力の低減処理は、中赤外レーザ(Erファイバレーザ)でも遠赤外レーザ(COレーザ)でも可能であった。Erファイバレーザの諸元は、波長2.8μm、最大出力10W、光吸収率約30%であり、実質の入熱は最大3Wである。COレーザの諸元は、波長10.6μm、最大出力250W、光吸収率約80%であり、実質の入熱は最大200Wである。 The residual stress reduction treatment was possible with either a mid-infrared laser (Er fiber laser) or a far-infrared laser (CO 2 laser). The specifications of the Er fiber laser are a wavelength of 2.8 μm, a maximum output of 10 W, a light absorption rate of about 30%, and a real heat input of a maximum of 3 W. The specifications of the CO 2 laser are a wavelength of 10.6 μm, a maximum output of 250 W, a light absorption rate of about 80%, and a real heat input of a maximum of 200 W.

(4−1)第1実験例
図8の溶融面取りでは、Erファイバレーザが用いられ、スポットサイズ200μm、5W、3mm/sの条件であった。
図8の残留応力低減処理では、Erファイバレーザが用いられ、スポットサイズ2mm、4W、0.2mm/sの条件であった。
図8から明らかなように、残留応力の最大値は大幅に低減している。
(4-1) First Experimental Example In the melt chamfering of FIG. 8, an Er fiber laser was used, and the spot size was 200 μm, 5 W, and 3 mm / s.
In the residual stress reduction treatment of FIG. 8, an Er fiber laser was used, and the spot size was 2 mm, 4 W, and 0.2 mm / s.
As is clear from FIG. 8, the maximum value of the residual stress is significantly reduced.

(4−2)第2実験例
図9の溶融面取りでは、Erファイバレーザが用いられ、スポットサイズ200μm、5W、3mm/sの条件であった。
図9の残留応力低減処理では、Erファイバレーザが用いられ、上記条件で溶融面取りを行った基板を、スポットサイズ1mm、3.5W、1mm/sの条件で加熱した。図9から明らかなように、残留応力の最大値は低減している。
(4-2) Second Experimental Example In the melt chamfering of FIG. 9, an Er fiber laser was used, and the spot size was 200 μm, 5 W, and 3 mm / s.
In the residual stress reduction treatment of FIG. 9, an Er fiber laser was used, and the substrate subjected to melt chamfering under the above conditions was heated under the conditions of a spot size of 1 mm, 3.5 W, and 1 mm / s. As is clear from FIG. 9, the maximum value of the residual stress is reduced.

図8、図9のいずれの実験例においても、残留応力低減処理を行う前では、溶融面取りされたガラス基板が、数分〜数日以内に自発的に割れる確率が高かったのに対し、残留応力低減処理を行った後では、1ヶ月経過しても割れなかった。なお、残留応力低減処理においては、ガラスが溶融して形状が変化することがないよう、レーザ光のパワー密度が調整されている。つまり、溶融面取りされたガラス基板端面の形状を変えることなく、残留応力が低減され、ガラス基板が自発的に割れる確率が低減された。 In both the experimental examples of FIGS. 8 and 9, before the residual stress reduction treatment was performed, the melt-chamfered glass substrate had a high probability of spontaneously cracking within a few minutes to a few days, whereas it remained. After the stress reduction treatment, it did not crack even after 1 month. In the residual stress reduction treatment, the power density of the laser beam is adjusted so that the glass does not melt and change its shape. That is, the residual stress was reduced and the probability that the glass substrate was spontaneously cracked was reduced without changing the shape of the end face of the glass substrate that had been melt-chamfered.

(4−3)第3実験例
図10の溶融面取りでは、Erファイバレーザが用いられ、スポットサイズ200μm、5W、3mm/sの条件であった。
図10の残留応力低減処理では、Erファイバレーザが用いられ、上記条件で溶融面取りを行った基板を、スポットサイズ0.4mm、4mm/s、レーザ出力4〜6Wの条件で加熱した。レーザ出力4Wの場合は、溶融面取りで生じた残留応力に変化が見られなかった。これは、レーザ出力が低く、ガラス基板Gの温度がガラス転移点を超えなかったためである。レーザ出力5.5Wの場合は、残留応力の最大値が少しだけ低減された。また、溶融面取りで残留応力が低かった領域の一部において残留応力が大きく上昇した。レーザ出力6Wの場合は、レーザ出力が高かった結果、ガラス基板Gが溶融し、変形した。ガラス基板が溶融して変形するまでレーザ出力を高く設定しても、溶融面取りで生じた残留応力はほとんど低減されず、溶融面取りで残留応力が低かった領域の一部において残留応力が大きく上昇した。
図10からわかるように、本実験例では、レーザ出力を調整しても残留応力低減効果が低かった。
(4-3) Third Experimental Example In the melt chamfering of FIG. 10, an Er fiber laser was used, and the spot size was 200 μm, 5 W, and 3 mm / s.
In the residual stress reduction treatment of FIG. 10, an Er fiber laser was used, and the substrate subjected to melt chamfering under the above conditions was heated under the conditions of a spot size of 0.4 mm, 4 mm / s, and a laser output of 4 to 6 W. In the case of a laser output of 4 W, no change was observed in the residual stress generated by the melt chamfering. This is because the laser output is low and the temperature of the glass substrate G does not exceed the glass transition point. In the case of a laser output of 5.5 W, the maximum value of residual stress was slightly reduced. In addition, the residual stress increased significantly in a part of the region where the residual stress was low in the melt chamfering. In the case of a laser output of 6 W, the glass substrate G was melted and deformed as a result of the high laser output. Even if the laser output was set high until the glass substrate was melted and deformed, the residual stress generated by the melt chamfer was hardly reduced, and the residual stress increased significantly in a part of the region where the residual stress was low by the melt chamfer. ..
As can be seen from FIG. 10, in this experimental example, the residual stress reduction effect was low even if the laser output was adjusted.

(4−4)考察
以上述べたように、残留応力低減処理の走査速度は、第1実験例が0.2mm/sであり、第2実験例が1mm/sであり、ともに良好な結果が得られた。ただし、グラフの比較からわかるように走査速度が速くなれば、残留応力低減効果が下がる。第3実験例では、走査速度を4mm/sとさらに速く設定した結果、残留応力がほとんど低減されなかった。以上より、本実施形態のレーザ走査方式の場合は、走査速度が遅いことが好ましい。具体的には、走査速度は、20mm/s以下であればよく、好ましくは10mm/s以下であり、さらに好ましくは5mm/s未満である。
(4-4) Discussion As described above, the scanning speed of the residual stress reduction treatment was 0.2 mm / s in the first experimental example and 1 mm / s in the second experimental example, both of which gave good results. Obtained. However, as can be seen from the comparison of the graphs, the faster the scanning speed, the lower the residual stress reduction effect. In the third experimental example, as a result of setting the scanning speed to 4 mm / s, the residual stress was hardly reduced. From the above, in the case of the laser scanning method of the present embodiment, it is preferable that the scanning speed is slow. Specifically, the scanning speed may be 20 mm / s or less, preferably 10 mm / s or less, and more preferably less than 5 mm / s.

本発明者らは、実験とガラス基板の温度シミュレーションに基づき、残留応力低減処理においては、高温になる領域を、端面20に沿った方向の狭い範囲に抑えることが必要であることを見い出し、本発明に至った。この根拠は、例えば、図11及び図12によって説明される。図11及び図12は、残留応力低減処理における、走査速度が異なる場合の温度分布を示すシミュレーション結果である。
図11は、レーザスポットSの走査速度が0.2mm/sと遅く、残留応力低減効果が高かった場合を示している。走査速度が遅く設定されているので、高温部(例えば、300℃を超える領域)は端面に沿って長くなっていない。
一方、図12は、走査速度が20mm/sと速く、残留応力低減効果が低かった場合を示している。ただし、図11と同じ程度の温度まで加熱されるよう、レーザ出力を高く設定している。図11と比べて、高温部が端面に沿って長くなっていることがわかる。
これらの結果は、高温部が端面に沿って長くなる場合には、残留応力低減効果が低下することを示す根拠の一つである。
Based on experiments and temperature simulation of the glass substrate, the present inventors have found that it is necessary to suppress the high temperature region to a narrow range in the direction along the end face 20 in the residual stress reduction treatment. It led to the invention. The rationale for this is explained, for example, by FIGS. 11 and 12. 11 and 12 are simulation results showing temperature distributions in different scanning speeds in the residual stress reduction process.
FIG. 11 shows a case where the scanning speed of the laser spot S is as slow as 0.2 mm / s and the residual stress reducing effect is high. Since the scanning speed is set to be slow, the high temperature portion (for example, the region exceeding 300 ° C.) is not lengthened along the end face.
On the other hand, FIG. 12 shows a case where the scanning speed is as high as 20 mm / s and the residual stress reducing effect is low. However, the laser output is set high so that it is heated to the same temperature as in FIG. It can be seen that the high temperature portion is longer along the end face as compared with FIG.
These results are one of the grounds for showing that the residual stress reducing effect is reduced when the high temperature portion becomes long along the end face.

さらに本発明者らは、以下に説明する実験も行い、本発明に至った。以下に説明する実験では、レーザスポットSを端面近傍部分21に沿って走査させる代わりに、端面近傍部分21の中の1点を所定時間だけ加熱することで、加熱された領域の残留応力を低減した。図13、図14及び図15は、所定時間加熱を行う際のレーザスポットSの形状のバリエーションを示す模式的平面図である。 Furthermore, the present inventors have also conducted the experiments described below to reach the present invention. In the experiment described below, instead of scanning the laser spot S along the end face near portion 21, one point in the end face near portion 21 is heated for a predetermined time to reduce the residual stress in the heated region. bottom. 13, 14 and 15 are schematic plan views showing variations in the shape of the laser spot S when heating is performed for a predetermined time.

図13には、円形のレーザスポットS100と、端面20に直交する方向に長い楕円形のレーザスポットS101が示されている。図14には、端面20に沿って長い楕円形のレーザスポットS102、S103が示されている。図15には、端面20全体を覆う、端面20に沿って長い形のレーザスポットS104が示されている。レーザスポットS100、S101、S102、S103を用いた場合は、レーザ出力及び加熱のための所定時間を調整すれば、加熱領域における残留応力が低減された。ただし、残留応力低減効果は、S100≒S101>S102>S103の順に高かった。レーザスポットS104を用いた場合、レーザ出力及び加熱のための所定時間を調整しても、残留応力が低減されなかった。
以上に示したシミュレーション結果及び実験結果を鑑み、本発明者らは、残留応力低減処理においては、高温になる領域を、端面20に沿った方向の狭い範囲に抑えることが必要であることを見い出し、本発明に至った。
FIG. 13 shows a circular laser spot S100 and an elliptical laser spot S101 long in the direction orthogonal to the end face 20. FIG. 14 shows long elliptical laser spots S102 and S103 along the end face 20. FIG. 15 shows a long laser spot S104 along the end face 20 that covers the entire end face 20. When the laser spots S100, S101, S102, and S103 were used, the residual stress in the heating region was reduced by adjusting the laser output and the predetermined time for heating. However, the residual stress reducing effect was higher in the order of S100≈S101>S102> S103. When the laser spot S104 was used, the residual stress was not reduced even if the predetermined time for laser output and heating was adjusted.
In view of the simulation results and experimental results shown above, the present inventors have found that in the residual stress reduction treatment, it is necessary to suppress the high temperature region to a narrow range in the direction along the end face 20. , The present invention has been reached.

(5)第1変形例
第1実施形態ではガラス基板Gの一辺の残留応力を低減するシングルビーム走査処理を説明したが、ガラス基板の端面近傍部分の複数箇所各々にレーザ光を照射する複数ビーム同時走査によって複数辺の残留応力を同時に低減してもよい。
図16〜図18を用いて、そのような実施例を第1変形例として説明する。図16〜図18は、レーザスポットの移動を示すガラス基板の模式図である。
(5) First Modification Example In the first embodiment, the single beam scanning process for reducing the residual stress on one side of the glass substrate G has been described, but a plurality of beams for irradiating each of a plurality of locations near the end face of the glass substrate with laser light. Residual stresses on a plurality of sides may be reduced at the same time by simultaneous scanning.
Such an embodiment will be described as a first modification with reference to FIGS. 16 to 18. 16 to 18 are schematic views of a glass substrate showing the movement of the laser spot.

図16に示すように、ガラス基板Gの四辺である端面近傍部分21が残留応力発生領域Zになっている。
図17に示すように、4つのレーザスポットSが4辺それぞれを走査する。
これにより、図18に示すように、ガラス基板Gの残留応力が低減される。この場合、シングルビーム走査処理に比べて処理時間が短くなる。なお、レーザスポットの数は2、3、5以上であってもよい。
As shown in FIG. 16, the residual stress generation region Z is formed in the vicinity of the end face, which is the four sides of the glass substrate G.
As shown in FIG. 17, the four laser spots S scan each of the four sides.
As a result, as shown in FIG. 18, the residual stress of the glass substrate G is reduced. In this case, the processing time is shorter than that of the single beam scanning process. The number of laser spots may be 2, 3, 5 or more.

(6)第2変形例
第1実施形態ではガラス基板Gは四角形であって複数の直線辺を有していたが、曲線等の辺を有するガラス基板Gにも本発明を適用できる。
図19〜図21を用いて、そのような実施例を第2変形例として説明する。図19〜図21は、レーザスポットの移動を示すガラス基板の模式図である。
(6) Second Modification Example In the first embodiment, the glass substrate G is a quadrangle and has a plurality of straight sides, but the present invention can also be applied to a glass substrate G having sides such as a curved line.
Such an embodiment will be described as a second modification with reference to FIGS. 19 to 21. 19 to 21 are schematic views of a glass substrate showing the movement of the laser spot.

図19に示すように、ガラス基板Gは円形であり、外周縁全体である端面近傍部分21が残留応力発生領域Zになっている。
図20に示すように、4つのレーザスポットSが外周縁の4箇所をそれぞれ円周方向に走査する。変形例として、ガラス基板Gを回転させてもよい。
これにより、図21に示すように、ガラス基板Gの残留応力が低減される。
なお、レーザスポットの数は2、3、5以上であってもよい。また、円形の穴が形成されたガラス基板Gの穴の縁の端面近傍部分21が残留応力発生領域Zになっている場合についても、同様の手法を適用できる。
As shown in FIG. 19, the glass substrate G is circular, and the portion near the end face, which is the entire outer peripheral edge, is the residual stress generation region Z.
As shown in FIG. 20, the four laser spots S scan each of the four outer peripheral edges in the circumferential direction. As a modification, the glass substrate G may be rotated.
As a result, as shown in FIG. 21, the residual stress of the glass substrate G is reduced.
The number of laser spots may be 2, 3, 5 or more. Further, the same method can be applied to the case where the portion 21 near the end face of the edge of the hole of the glass substrate G in which the circular hole is formed is the residual stress generation region Z.

2.他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
本発明は、溶融面取りが行われない場合も適用される。
本発明は、残留応力発生領域がガラス基板Gの端面近傍部分でない場合、例えば中央部分の場合にも適用される。
2. Other Embodiments Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. In particular, the plurality of embodiments and modifications described herein can be arbitrarily combined as needed.
The present invention is also applied when melt chamfering is not performed.
The present invention is also applied when the residual stress generation region is not a portion near the end face of the glass substrate G, for example, a central portion.

本発明は、ガラス基板の残留応力低減方法及びガラス基板の残留応力低減装置に広く適用できる。 The present invention can be widely applied to a method for reducing residual stress on a glass substrate and a device for reducing residual stress on a glass substrate.

1 :レーザ照射装置
3 :レーザ装置
5 :伝送光学系
7 :加工テーブル
9 :制御部
11 :駆動機構
13 :テーブル駆動部
15 :レーザ発振器
17 :レーザ制御部
19 :集光レンズ
20 :端面
21 :端面近傍部分
G :ガラス基板
S :レーザスポット
Z :残留応力発生領域
1: Laser irradiation device 3: Laser device 5: Transmission optical system 7: Processing table 9: Control unit 11: Drive mechanism 13: Table drive unit 15: Laser oscillator 17: Laser control unit 19: Condensing lens 20: End face 21: Near the end face G: Glass substrate S: Laser spot Z: Residual stress generation region

Claims (8)

ガラス基板の残留応力低減方法であって、
前記ガラス基板の残留応力が高い部分にレーザ光を走査することでガラス基板を溶融させることなく残留応力を低減するレーザ光走査ステップを備え、前記レーザ光が中赤外光である、ガラス基板の残留応力低減方法。
It is a method of reducing residual stress on a glass substrate.
Wherein comprising a laser beam scanning step to reduce the residual stress without melting the glass substrate by the residual stress of the glass substrate is scanned with a laser beam to a high portion, wherein the laser beam is Ru mid-infrared light der, a glass substrate Residual stress reduction method.
前記レーザ光走査ステップは、前記ガラス基板の残留応力が高い部分に沿って複数のレーザ光を走査する、請求項1に記載のガラス基板の残留応力低減方法。 The method for reducing residual stress on a glass substrate according to claim 1, wherein the laser beam scanning step scans a plurality of laser beams along a portion of the glass substrate having a high residual stress. 前記レーザ光走査ステップは、前記ガラス基板の端面近傍部分に沿ってレーザ光を走査する、請求項1に記載のガラス基板の残留応力低減方法。 The method for reducing residual stress on a glass substrate according to claim 1, wherein the laser light scanning step scans the laser light along a portion near the end face of the glass substrate. 前記レーザ光走査ステップは、前記ガラス基板の端面近傍部分に沿って複数のレーザ光を走査する、請求項3に記載のガラス基板の残留応力低減方法。 The method for reducing residual stress on a glass substrate according to claim 3, wherein the laser beam scanning step scans a plurality of laser beams along a portion near the end face of the glass substrate. ガラス基板の残留応力低減装置であって、
前記ガラス基板の残留応力が高い部分にレーザ光を走査することでガラス基板を溶融させることなく残留応力を低減するレーザ装置を備え、前記レーザ光が中赤外光である、ガラス基板の残留応力低減装置。
It is a residual stress reduction device for glass substrates.
The glass substrate is provided with a laser device that reduces the residual stress without melting the glass substrate by scanning the laser beam on the portion of the glass substrate having a high residual stress, and the laser beam is mid-infrared light. Reduction device.
前記レーザ装置は、前記ガラス基板の残留応力が高い部分に沿って複数のレーザ光を走査する、請求項5に記載のガラス基板の残留応力低減装置。 The device for reducing residual stress on a glass substrate according to claim 5, wherein the laser device scans a plurality of laser beams along a portion of the glass substrate having a high residual stress. 前記レーザ装置は、前記ガラス基板の端面近傍部分に沿ってレーザ光を走査する、請求項5に記載のガラス基板の残留応力低減装置。 The residual stress reducing device for a glass substrate according to claim 5, wherein the laser device scans a laser beam along a portion near an end surface of the glass substrate. 前記レーザ装置は、前記ガラス基板の端面近傍部分に沿って複数のレーザ光を走査する、請求項7に記載のガラス基板の残留応力低減装置。 The residual stress reducing device for a glass substrate according to claim 7, wherein the laser device scans a plurality of laser beams along a portion near the end face of the glass substrate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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NL169811C (en) 1975-10-03 1982-08-16 Philips Nv IMAGE CONTROL SYNCHRONIZATION CIRCUIT AND TV RECEIVER.
JPS60251138A (en) * 1984-05-28 1985-12-11 Hoya Corp Method for cutting glass
JPH06144875A (en) 1992-11-11 1994-05-24 Mitsuboshi Daiyamondo Kogyo Kk Method for preventing crack to be developed on glass substrate
WO2003015976A1 (en) * 2001-08-10 2003-02-27 Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd. Brittle material substrate chamfering method and chamfering device
US20080041833A1 (en) * 2006-08-21 2008-02-21 Nicholas Dominic Cavallaro Thermal tensioning during thermal edge finishing
WO2008103239A1 (en) * 2007-02-23 2008-08-28 Corning Incorporated Thermal edge finishing
US8011207B2 (en) * 2007-11-20 2011-09-06 Corning Incorporated Laser scoring of glass sheets at high speeds and with low residual stress
WO2011037167A1 (en) * 2009-09-24 2011-03-31 株式会社Ihi検査計測 Method and apparatus for cutting brittle work
CN102741179B (en) * 2009-11-30 2015-11-25 康宁股份有限公司 For laser grooving and scribing and the method splitting glass substrate
CN102442769A (en) * 2010-09-30 2012-05-09 旭硝子株式会社 Glass substrate chamfering method and device
CN104428264A (en) * 2012-07-09 2015-03-18 旭硝子株式会社 Method for cutting tempered glass plate
JP5958823B2 (en) * 2012-11-13 2016-08-02 日本電気硝子株式会社 Glass plate laminate and method for producing the same
JP2014224010A (en) * 2013-05-16 2014-12-04 旭硝子株式会社 Method for forming open hole on glass substrate by laser beam irradiation
JP6094816B2 (en) * 2013-11-05 2017-03-15 日本電気硝子株式会社 Sheet glass cutting method

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