JPWO2014010490A1 - 強化ガラス板の切断方法 - Google Patents
強化ガラス板の切断方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2014010490A1 JPWO2014010490A1 JP2014524761A JP2014524761A JPWO2014010490A1 JP WO2014010490 A1 JPWO2014010490 A1 JP WO2014010490A1 JP 2014524761 A JP2014524761 A JP 2014524761A JP 2014524761 A JP2014524761 A JP 2014524761A JP WO2014010490 A1 JPWO2014010490 A1 JP WO2014010490A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tempered glass
- glass plate
- cutting
- laser
- laser beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 title claims abstract description 261
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 65
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims abstract description 49
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 48
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 7
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 178
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 70
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 26
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 230000008859 change Effects 0.000 description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 15
- 239000006058 strengthened glass Substances 0.000 description 10
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 10
- 238000003426 chemical strengthening reaction Methods 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 4
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 4
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005361 soda-lime glass Substances 0.000 description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000005358 alkali aluminosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 2
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 2
- CYJRNFFLTBEQSQ-UHFFFAOYSA-N 8-(3-methyl-1-benzothiophen-5-yl)-N-(4-methylsulfonylpyridin-3-yl)quinoxalin-6-amine Chemical compound CS(=O)(=O)C1=C(C=NC=C1)NC=1C=C2N=CC=NC2=C(C=1)C=1C=CC2=C(C(=CS2)C)C=1 CYJRNFFLTBEQSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020599 Co 3 O 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000005345 chemically strengthened glass Substances 0.000 description 1
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical group 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- XGVXKJKTISMIOW-ZDUSSCGKSA-N simurosertib Chemical compound N1N=CC(C=2SC=3C(=O)NC(=NC=3C=2)[C@H]2N3CCC(CC3)C2)=C1C XGVXKJKTISMIOW-ZDUSSCGKSA-N 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B33/00—Severing cooled glass
- C03B33/09—Severing cooled glass by thermal shock
- C03B33/091—Severing cooled glass by thermal shock using at least one focussed radiation beam, e.g. laser beam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B33/00—Severing cooled glass
- C03B33/02—Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor
- C03B33/04—Cutting or splitting in curves, especially for making spectacle lenses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Abstract
Description
発明者は、レーザ光による強化ガラス板の切断において、強化ガラス板の内部に残留する引張応力(内部残留引張応力CT)によるひずみエネルギー(内部ひずみエネルギー)に着目した。
発明者は、この強化ガラス板の内部ひずみエネルギーがある臨界値よりも小さくなると、内部残留引張応力によるクラック伸展の影響が小さくなり、切断に必要なレーザ光の照射エネルギーが急激に大きくなるとともに、精度良く切断し難くなることを見出した。
残留圧縮応力を有する表面層及び裏面層と、当該表面層及び裏面層との間に形成され、内部残留引張応力CT(MPa)を有する中間層とを備える強化ガラス板を、当該強化ガラス板に照射されるレーザ光の照射領域を移動させることで切断する工程を含む、強化ガラス板の切断方法であって、
前記表面層及び前記裏面層の厚さDOL(μm)、前記強化ガラス板の厚さt1(μm)、ヤング率Y(MPa)を用いて、下式で表現される前記内部残留引張応力CTに基づく単位面積当たりのひずみエネルギーUCT(J/m2)を2.5J/m2以上とし、
前記強化ガラス板に入射される前記レーザ光の出力Pe(W)、前記レーザ光の走査速度v(mm/s)、前記レーザ光に対する前記強化ガラス板の吸収係数α(mm−1)、前記強化ガラス板の厚さt2(mm)、ヤング率Y(MPa)、線膨張係数αL(K−1)、密度ρ(g/mm3)、比熱c(J/g/K)を用いて、下式で表現される切断指数K(N/mm)を150N/mm以下とするものである。
UCT={CT2×(t1−2×DOL)}/(2×Y)
K=Pe/v×exp(−α×t2)×(Y×αL)/(t2×ρ×c)
前記レーザ光のビーム径を前記強化ガラス板の厚さ以下とするものである。
前記強化ガラス板に照射されるレーザ光によって前記中間層を徐冷点以下の温度で局所的に加熱し、前記中間層に圧縮応力を発生させることにより、前記内部残留引張応力によるクラックの伸展を制御しつつ、前記レーザ光の照射領域を移動させることで前記強化ガラス板を切断するものである。
前記強化ガラス板と前記レーザ光とが、0<α×t2≦3.0の条件を満たすものである。
前記レーザ光の波長を250〜5000nmとするものである。
前記レーザ光の波長を2500〜3500nmとするものである。
前記強化ガラス板の前記レーザ光の照射領域に、前記レーザ光の入射側から気体を吹き付けて冷却するものである。
前記内部残留引張応力CTに基づく単位面積当たりのひずみエネルギーUCTが60J/m2以下とするものである。
前記切断指数Kが5N/mm以上とするものである。
まず、図1〜5を参照して、強化ガラス板の構造、及び強化ガラス板の切断方法について説明する。
まず、図1、2を参照して、強化ガラス板の構造について説明する。図1は、レーザ光を照射する前の強化ガラス板10の断面図である。図1において、矢印の方向は、残留応力の作用方向を示し、矢印の大きさは、応力の大きさを示す。図1に示すように、強化ガラス板10は、表面層13及び裏面層15と、表面層13と裏面層15との間に設けられた中間層17とを有する。表面層13及び裏面層15には、下記の風冷強化法や化学強化法により圧縮応力が残留している。また、その反作用として、中間層17には引張応力が残留している。
図2に示すように、表面層13及び裏面層15に残留する圧縮応力(>0)は、強化ガラス板10の表面12及び裏面14から内部に向けて徐々に小さくなる傾向がある。また、中間層17に残留する引張応力(>0)は、ガラスの内部から表面12及び裏面14に向けて徐々に小さくなる傾向がある。
CT=(CS×DOL)/(t1−2×DOL) ・・・式1
そして、内部残留引張応力CTによる単位面積当たりのひずみエネルギー(以下、単に「内部ひずみエネルギー」という)UCT(J/m2)は、ヤング率Y(MPa)を用いて以下の式2により求めることができる。
UCT={CT2×(t1−2×DOL)}/(2×Y) ・・・式2
I=I0×exp(−α×L)
例えば1000nm付近の近赤外線波長領域での吸収係数αは、強化ガラス板10中の酸化鉄(FeO、Fe2O3、Fe3O4を含む)の含有量、酸化コバルト(CoO、Co2O3、Co3O4を含む)の含有量、酸化銅(CuO、Cu2Oを含む)の含有量が多くなるほど大きくなる。つまり、酸化鉄などの含有量を調節することにより、α×t2の値を所望の範囲に調節可能である。強化ガラス板10中の酸化鉄の含有量は、強化ガラス板10を構成するガラスの種類によるが、ソーダライムガラスの場合、例えば0.02〜1.0質量%である。但し、酸化鉄などの含有量が多くなるほど、強化ガラス板10の可視光領域の透明度は低下する。
さらに、3000nm付近の中赤外線波長領域での吸収係数αは、強化ガラス板10中のOH基の含有量が多くなるほど大きくなる。ここで、OH基の含有量は、可視光領域の透明度に影響を及ぼさない。
これに対し、例えばレーザ光の波長が3000nm近傍の場合、酸化鉄含有量によらず強化ガラス板の吸収率は、板厚が1mmの場合、約50%(透過率:約50%)である。そのため、波長が1000nm近傍の場合に比べ、加熱効率が向上する上、強化ガラス板の組成によりレーザ光の照射条件を大幅に変更する必要がない。
ここで、図8〜10を参照して、強化ガラス板の切断方法と非強化ガラス板の切断方法とでは、クラックの伸展の仕方が異なることについて説明する。図8は、強化ガラス板についての切断結果を示す表である。図9は、非強化ガラス板についての切断結果を示す表である。図10は、強化ガラス板(参考例)及び非強化ガラス板(比較例)についての切断結果を示す表である。図10に示す切断結果は、図8、図9に示した切断結果よりもレーザ光のスポット径を小さくした場合の切断結果である。
<共通の条件>
レーザ光光源:ファイバーレーザ(波長1070nm)
レーザ光のガラス板への入射角:0°
レーザ光の集光角:2.5°
レーザ光の集光位置:ガラス板の表面から光源側に23mm離れた位置
ガラス板の表面におけるレーザスポット径:φ1mm
レーザ光に対するガラス板の吸収係数α:0.09cm−1(0.009mm−1)
ガラス板の板厚t:0.07cm(0.7mm)
ガラス板のヤング率Y:74000MPa
α×t:0.0063
ノズルの出口径:φ1mm
ノズルからの冷却ガス(室温の圧縮空気)の流量:30L/min
目標切断位置:ガラス板の短辺と平行な直線(一方の短辺からの距離10mm、他方の短辺からの距離90mm)
切断速度:2.5mm/s
また、ガラス板の切断の途中で、レーザ照射及びガス冷却を中断したときのクラックの様子を目視で観察した。
図8〜10の切断面の顕微鏡写真における縞模様の線は、ある時点でのクラックの先端位置を表す。
図8〜10における「自走」とは、レーザ照射等の中断後に、ガラス板の2つの短辺のうち、切断位置から近い方の短辺に向けてクラックが伸展することを意味する。
実施例1では、内部ひずみエネルギーUCTが異なる21個のサンプル1〜21について、臨界照射エネルギーEcとの関係を調査した。なお、サンプル18〜21は、非強化ガラス板である。
図14は、実施例1に係る切断予定線の形状を示す図である。図14に示すように、実施例1に係る切断予定線は、2つの直線部と、クランク形状を構成する2つのコーナー部(曲率半径R=5mm)を備えている。
CT=(CS×DOL)/(t1−2×DOL) ・・・式1
内部ひずみエネルギーUCT(J/m2)は、強化ガラス板のヤング率Y(MPa)を用いて以下の式2により求めた。
UCT={CT2×(t1−2×DOL)}/(2×Y) ・・・式2
E=Pe/v ・・・式3
サンプル1〜11についての照射エネルギーEの臨界値である臨界照射エネルギーEcは、照射エネルギーEを約1(J/mm)ずつ変化させて切断を繰り返すことにより求めた。その際、レーザ光の走査速度v(mm/s)は固定したまま、レーザ出力P(W)のみを2.5Wずつ変化させた。
また、非強化ガラス板のサンプル18〜21についての臨界照射エネルギーEcは、照射エネルギーEを約4(J/mm)ずつ変化させて切断を繰り返すことにより求めた。その際、レーザ光の走査速度v(mm/s)は固定したまま、レーザ出力P(W)のみを10Wずつ変化させた。
他方、サンプル12〜17についての臨界照射エネルギーEcは、照射エネルギーEを徐々に変化させて切断を繰り返すことにより求めた。その際、レーザ出力P(W)は固定したまま、レーザ光の走査速度v(mm/s)のみを0.25mm/sずつ変化させた。
なお、図15に示す通り、サンプル1〜11については、ビーム径φ=0.1mm、サンプル12〜17については、ビーム径φ=0.2mmとした。また、非強化ガラス板のサンプル18についてはビーム径φ=0.5mm、サンプル19についてはビーム径φ=0.8mm、サンプル20についてはビーム径φ=1.0mm、サンプル21についてはビーム径φ=2.0mmとした。
また、全てのサンプルについて、レーザ光照射側から直径1mmφのノズルを用いて、流量15L/minの空気を吹き付けた。ここで、強化ガラス板とノズル先端との距離(ギャップ)は3mmとした。
さらに、上述の通り、切断する強化ガラス板より大きなテーブルに強化ガラスを載せ、より安定した状態で切断することができる。また、透過光が劇的に減少するため、その処理も不要となる。さらに、強化ガラス板の端面における反射光も劇的に減少するため、悪影響を及ぼし難い。
Ea=Ec×exp(−α×t2) ・・・式4
図15に示すように、臨界吸収エネルギーEa(J/mm)の値は、レーザ波長λが2950nmの場合と1070nmの場合とを比較しても、ほとんど差が無い。
臨界圧縮応力σc(MPa)は、ヤング率Y(MPa)、線膨張係数αL(K−1)、温度変化ΔT(K)を用いて、次式5で表すことができる。
σc=Y×αL×ΔT ・・・式5
ここで、レーザ照射面積S1(mm2)とすれば、(臨界吸収エネルギー)は、臨界吸収エネルギーEa(J/mm)をφ(mm)で割った単位面積当たりの臨界吸収エネルギーEa/φ(J/mm2)を用いて、Ea×S1/φ(J)で表すことができる。
また、強化ガラス板における加熱領域の面積S2(mm2)とすると、(レーザ照射部の強化ガラス板の熱容量)は、強化ガラス板の厚さt2(mm)、密度ρ(g/mm3)、比熱c(J/g/K)を用いて、S2×t2×ρ×c(J/K)で表すことができる。
ΔT=Ea×S1/(S2×t2×ρ×c)/φ
=(S1/S2)×Ea/(t2×ρ×c)/φ ・・・式6
式5に式6を代入することにより、臨界圧縮応力σc(MPa)は次式7で表すことができる。
σc=(S1/S2)×Y×αL×Ea/(t2×ρ×c)/φ ・・・式7
ここで、単純化のために、S1/S2=一定と考えれば、求めるべき臨界圧縮応力σcの積分値に比例するσc×φは次式8で表すことができる。
σc×φ∝Ea×(Y×αL)/(t2×ρ×c)=Kc ・・・式8
式8のKcを臨界切断指数と名付ける。切断可能な臨界値を示すこの臨界切断指数Kcの値が小さくなる程、切断が容易になり、臨界切断指数Kcの値が大きくなる程、切断が困難になる。このように、切断性は、式3で示された単位長さあたりのレーザ光の照射エネルギーE(J/mm)により判断できる。
図15の最右列に臨界切断指数Kc(N/mm)を示した。
K=E×exp(−α×t2)×(Y×αL)/(t2×ρ×c) ・・・式9
さらに、式9に式3を代入することにより、以下の式10が得られる。
K=Pe/v×exp(−α×t2)×(Y×αL)/(t2×ρ×c)・・式10
実施例2では、レーザ光の吸収率を高める異物付着に対するレーザ波長λの影響を調査した。
図17は、サンプル31〜33及び41〜43について、レーザ波長λ、内部ひずみエネルギーUCT、照射エネルギーE、両者を導出するための諸条件、異物としての黒色マークの有無、切断可否、断面性状が示された表である。具体的には、表の左列から順に、レーザ波長λ(nm)、サンプル番号、ヤング率Y(MPa)、強化ガラス板の厚さt(μm)、表面圧縮応力CS(MPa)、表面層及び裏面層の厚さDOL(μm)、内部残留引張応力CT(MPa)、内部ひずみエネルギーUCT(J/m2)、レーザ光の走査速度v(mm/s)、ビーム径φ(mm)、レーザ出力P(W)、照射エネルギーE(J/mm)、黒色マークの有無、切断可否、断面性状が示されている。内部ひずみエネルギーUCT及び照射エネルギーEは、実施例1と同様に導出した。但し、簡易に評価するため、反射率r=0%とした。
レーザ波長λ=1070nmのサンプル32では、表面に黒色マークが付されたことにより、その部分でのレーザ光の吸収率が高まり、切断はできたものの断面に欠点が発生した。
また、レーザ波長λ=1070nmのサンプル33では、裏面に黒色マークが付されたことにより、切断すらできなかった。
このように、レーザ波長を3000nm近傍とすることにより、レーザ光の吸収率が高まる。そのため、表面あるいは裏面に付着した異物によりレーザ光の吸収率が高まっても、吸収率の変化の割合が小さいため、悪影響を及ぼし難いことが分かった。
実施例3では、レーザ波長λ=2950nmとした場合において、ブラックマトリクス膜の形成有無が臨界照射エネルギーEcに及ぼす影響について調査した。実施例1と同様に、図14に示した切断予定線に沿って切断した。
本出願は、2012年7月9日出願の日本特許出願2012−153400、2012年11月30日出願の日本特許出願2012−261909に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
12 表面
13 表面層
14 裏面
15 裏面層
17 中間層
20 レーザ光
22 照射領域
25 レンズ
28 冷却ノズル
30 クラック
40 強化ガラスパネル
41〜44 直線部
45 切断開始位置
46 切断終了位置
235 切断予定線
C1〜C4 コーナー部
Claims (9)
- 残留圧縮応力を有する表面層及び裏面層と、当該表面層及び裏面層との間に形成され、内部残留引張応力CT(MPa)を有する中間層とを備える強化ガラス板を、当該強化ガラス板に照射されるレーザ光の照射領域を移動させることで切断する工程を含む、強化ガラス板の切断方法であって、
前記表面層及び前記裏面層の厚さDOL(μm)、前記強化ガラス板の厚さt1(μm)、ヤング率Y(MPa)を用いて、下式で表現される前記内部残留引張応力CTに基づく単位面積当たりのひずみエネルギーUCT(J/m2)を2.5J/m2以上とし、
前記強化ガラス板に入射される前記レーザ光の出力Pe(W)、前記レーザ光の走査速度v(mm/s)、前記レーザ光に対する前記強化ガラス板の吸収係数α(mm−1)、前記強化ガラス板の厚さt2(mm)、ヤング率Y(MPa)、線膨張係数αL(K−1)、密度ρ(g/mm3)、比熱c(J/g/K)を用いて、下式で表現される切断指数K(N/mm)を150N/mm以下とする、強化ガラス板の切断方法。
UCT={CT2×(t1−2×DOL)}/(2×Y)
K=Pe/v×exp(−α×t2)×(Y×αL)/(t2×ρ×c) - 前記レーザ光のビーム径を前記強化ガラス板の厚さ以下とする、
請求項1に記載の強化ガラス板の切断方法。 - 前記強化ガラス板に照射されるレーザ光によって前記中間層を徐冷点以下の温度で局所的に加熱し、前記中間層に圧縮応力を発生させることにより、前記内部残留引張応力によるクラックの伸展を制御しつつ、前記レーザ光の照射領域を移動させることで前記強化ガラス板を切断する、請求項1又は2に記載の強化ガラス板の切断方法。
- 前記強化ガラス板と前記レーザ光とが、0<α×t2≦3.0の条件を満たす、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の強化ガラス板の切断方法。 - 前記レーザ光の波長を250〜5000nmとする、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の強化ガラス板の切断方法。 - 前記レーザ光の波長を2500〜3500nmとする、
請求項5に記載の強化ガラス板の切断方法。 - 前記強化ガラス板の前記レーザ光の照射領域に、前記レーザ光の入射側から気体を吹き付けて冷却する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の強化ガラス板の切断方法。
- 前記内部残留引張応力CTに基づく単位面積当たりのひずみエネルギーUCTが60J/m2以下である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の強化ガラス板の切断方法。
- 前記切断指数Kが、5N/mm以上である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の強化ガラス板の切断方法。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012153400 | 2012-07-09 | ||
JP2012153400 | 2012-07-09 | ||
JP2012261909 | 2012-11-30 | ||
JP2012261909 | 2012-11-30 | ||
PCT/JP2013/068290 WO2014010490A1 (ja) | 2012-07-09 | 2013-07-03 | 強化ガラス板の切断方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2014010490A1 true JPWO2014010490A1 (ja) | 2016-06-23 |
JP6065910B2 JP6065910B2 (ja) | 2017-01-25 |
Family
ID=49915951
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014524761A Active JP6065910B2 (ja) | 2012-07-09 | 2013-07-03 | 化学強化ガラス板の切断方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20150183679A1 (ja) |
JP (1) | JP6065910B2 (ja) |
KR (1) | KR20150037816A (ja) |
CN (1) | CN104428264A (ja) |
TW (2) | TW201406688A (ja) |
WO (2) | WO2014010490A1 (ja) |
Families Citing this family (48)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014079478A1 (en) | 2012-11-20 | 2014-05-30 | Light In Light Srl | High speed laser processing of transparent materials |
EP2754524B1 (de) | 2013-01-15 | 2015-11-25 | Corning Laser Technologies GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum laserbasierten Bearbeiten von flächigen Substraten, d.h. Wafer oder Glaselement, unter Verwendung einer Laserstrahlbrennlinie |
EP2781296B1 (de) | 2013-03-21 | 2020-10-21 | Corning Laser Technologies GmbH | Vorrichtung und verfahren zum ausschneiden von konturen aus flächigen substraten mittels laser |
US10442719B2 (en) | 2013-12-17 | 2019-10-15 | Corning Incorporated | Edge chamfering methods |
US10293436B2 (en) | 2013-12-17 | 2019-05-21 | Corning Incorporated | Method for rapid laser drilling of holes in glass and products made therefrom |
US20150165560A1 (en) | 2013-12-17 | 2015-06-18 | Corning Incorporated | Laser processing of slots and holes |
US11556039B2 (en) | 2013-12-17 | 2023-01-17 | Corning Incorporated | Electrochromic coated glass articles and methods for laser processing the same |
US9850160B2 (en) | 2013-12-17 | 2017-12-26 | Corning Incorporated | Laser cutting of display glass compositions |
US9701563B2 (en) | 2013-12-17 | 2017-07-11 | Corning Incorporated | Laser cut composite glass article and method of cutting |
US9815730B2 (en) | 2013-12-17 | 2017-11-14 | Corning Incorporated | Processing 3D shaped transparent brittle substrate |
US9676167B2 (en) | 2013-12-17 | 2017-06-13 | Corning Incorporated | Laser processing of sapphire substrate and related applications |
US9260337B2 (en) * | 2014-01-09 | 2016-02-16 | Corning Incorporated | Methods and apparatus for free-shape cutting of flexible thin glass |
DE102014205066A1 (de) * | 2014-03-19 | 2015-10-08 | Schott Ag | Vorgespannter Glasartikel mit Laserinnengravur und Herstellverfahren |
TWI730945B (zh) | 2014-07-08 | 2021-06-21 | 美商康寧公司 | 用於雷射處理材料的方法與設備 |
EP3169477B1 (en) | 2014-07-14 | 2020-01-29 | Corning Incorporated | System for and method of processing transparent materials using laser beam focal lines adjustable in length and diameter |
CN107073641B (zh) | 2014-07-14 | 2020-11-10 | 康宁股份有限公司 | 接口块;用于使用这种接口块切割在波长范围内透明的衬底的系统和方法 |
EP3169635B1 (en) | 2014-07-14 | 2022-11-23 | Corning Incorporated | Method and system for forming perforations |
EP3536440A1 (en) | 2014-07-14 | 2019-09-11 | Corning Incorporated | Glass article with a defect pattern |
CN111747659A (zh) * | 2014-07-16 | 2020-10-09 | Agc株式会社 | 覆盖玻璃 |
EP3183222B1 (en) * | 2014-08-20 | 2019-12-25 | Corning Incorporated | Method for yielding high edge strength in cutting of flexible thin glass |
US10047001B2 (en) | 2014-12-04 | 2018-08-14 | Corning Incorporated | Glass cutting systems and methods using non-diffracting laser beams |
JP2018507154A (ja) | 2015-01-12 | 2018-03-15 | コーニング インコーポレイテッド | マルチフォトン吸収方法を用いた熱強化基板のレーザー切断 |
EP3848334A1 (en) | 2015-03-24 | 2021-07-14 | Corning Incorporated | Alkaline earth boro-aluminosilicate glass article with laser cut edge |
JP2018516215A (ja) | 2015-03-27 | 2018-06-21 | コーニング インコーポレイテッド | 気体透過性窓、および、その製造方法 |
US20160318790A1 (en) * | 2015-04-30 | 2016-11-03 | Rofin-Sinar Technologies Inc. | Method and system for scribing heat processed transparent materials |
CN107835794A (zh) | 2015-07-10 | 2018-03-23 | 康宁股份有限公司 | 在挠性基材板中连续制造孔的方法和与此相关的产品 |
EP3452418B1 (en) | 2016-05-06 | 2022-03-02 | Corning Incorporated | Laser cutting and removal of contoured shapes from transparent substrates |
US10410883B2 (en) | 2016-06-01 | 2019-09-10 | Corning Incorporated | Articles and methods of forming vias in substrates |
US10794679B2 (en) | 2016-06-29 | 2020-10-06 | Corning Incorporated | Method and system for measuring geometric parameters of through holes |
CN106186656B (zh) * | 2016-07-05 | 2018-09-04 | 温州大学 | 一种钢化玻璃的激光切割方法 |
CN109803934A (zh) | 2016-07-29 | 2019-05-24 | 康宁股份有限公司 | 用于激光处理的装置和方法 |
EP3507057A1 (en) * | 2016-08-30 | 2019-07-10 | Corning Incorporated | Laser processing of transparent materials |
CN113399816B (zh) | 2016-09-30 | 2023-05-16 | 康宁股份有限公司 | 使用非轴对称束斑对透明工件进行激光加工的设备和方法 |
US11542190B2 (en) | 2016-10-24 | 2023-01-03 | Corning Incorporated | Substrate processing station for laser-based machining of sheet-like glass substrates |
US10752534B2 (en) | 2016-11-01 | 2020-08-25 | Corning Incorporated | Apparatuses and methods for laser processing laminate workpiece stacks |
US10688599B2 (en) | 2017-02-09 | 2020-06-23 | Corning Incorporated | Apparatus and methods for laser processing transparent workpieces using phase shifted focal lines |
CN106826393B (zh) * | 2017-03-15 | 2018-12-21 | 广东工业大学 | 一种整体壁板铣削变形控制方法 |
US10580725B2 (en) | 2017-05-25 | 2020-03-03 | Corning Incorporated | Articles having vias with geometry attributes and methods for fabricating the same |
US11078112B2 (en) | 2017-05-25 | 2021-08-03 | Corning Incorporated | Silica-containing substrates with vias having an axially variable sidewall taper and methods for forming the same |
US10626040B2 (en) | 2017-06-15 | 2020-04-21 | Corning Incorporated | Articles capable of individual singulation |
US20190039940A1 (en) * | 2017-08-02 | 2019-02-07 | Guardian Glass, LLC | Laser cutting strengthened glass |
JP6931919B2 (ja) * | 2017-08-31 | 2021-09-08 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | 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 |
US11554984B2 (en) | 2018-02-22 | 2023-01-17 | Corning Incorporated | Alkali-free borosilicate glasses with low post-HF etch roughness |
TW201946882A (zh) * | 2018-05-07 | 2019-12-16 | 美商康寧公司 | 透明氧化物玻璃的雷射誘導分離 |
CO2018008278A1 (es) * | 2018-06-30 | 2018-10-22 | Agp America Sa | Método para la fabricación de acristalamiento enrasado para vehículos |
EP3640221B1 (de) * | 2018-10-19 | 2023-03-01 | Heraeus Noblelight GmbH | Strahlersystem zur bestrahlung unterschiedlich breiter verbundglasplatten |
KR102241518B1 (ko) * | 2020-11-17 | 2021-04-19 | 주식회사 아이티아이 | 세라믹 절단방법 및 장치 |
CN117480133A (zh) * | 2021-06-16 | 2024-01-30 | Agc株式会社 | 板状构件的制造方法和板状构件 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006137169A (ja) * | 2004-11-12 | 2006-06-01 | Lemi Ltd | 脆性材料の割断方法及び装置 |
JP2006256944A (ja) * | 2005-03-14 | 2006-09-28 | Lemi Ltd | 脆性材料の割断方法及び装置 |
JP2008247038A (ja) * | 2008-05-24 | 2008-10-16 | Lemi Ltd | 脆性材料のフルカット割断方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5622540A (en) * | 1994-09-19 | 1997-04-22 | Corning Incorporated | Method for breaking a glass sheet |
KR101081613B1 (ko) * | 2005-09-13 | 2011-11-09 | 가부시키가이샤 레미 | 취성재료의 할단방법 및 장치 |
JP2007276278A (ja) * | 2006-04-07 | 2007-10-25 | Seiko Epson Corp | 基板及びその分断方法、ならびに表示装置、電子機器 |
JP5113462B2 (ja) * | 2007-09-12 | 2013-01-09 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | 脆性材料基板の面取り方法 |
JP5303238B2 (ja) * | 2008-10-10 | 2013-10-02 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | 脆性材料基板の割断方法 |
US8327666B2 (en) * | 2009-02-19 | 2012-12-11 | Corning Incorporated | Method of separating strengthened glass |
US8347651B2 (en) * | 2009-02-19 | 2013-01-08 | Corning Incorporated | Method of separating strengthened glass |
US8269138B2 (en) * | 2009-05-21 | 2012-09-18 | Corning Incorporated | Method for separating a sheet of brittle material |
US8932510B2 (en) * | 2009-08-28 | 2015-01-13 | Corning Incorporated | Methods for laser cutting glass substrates |
US8946590B2 (en) * | 2009-11-30 | 2015-02-03 | Corning Incorporated | Methods for laser scribing and separating glass substrates |
JP2011183434A (ja) * | 2010-03-09 | 2011-09-22 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd | レーザ加工方法 |
US9850162B2 (en) * | 2012-02-29 | 2017-12-26 | Corning Incorporated | Glass packaging ensuring container integrity |
-
2013
- 2013-07-03 JP JP2014524761A patent/JP6065910B2/ja active Active
- 2013-07-03 KR KR20157000462A patent/KR20150037816A/ko not_active Application Discontinuation
- 2013-07-03 CN CN201380036846.4A patent/CN104428264A/zh active Pending
- 2013-07-03 WO PCT/JP2013/068290 patent/WO2014010490A1/ja active Application Filing
- 2013-07-04 WO PCT/JP2013/068372 patent/WO2014010506A1/ja active Application Filing
- 2013-07-09 TW TW102124611A patent/TW201406688A/zh unknown
- 2013-07-09 TW TW102124613A patent/TW201412662A/zh unknown
-
2015
- 2015-01-02 US US14/588,664 patent/US20150183679A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006137169A (ja) * | 2004-11-12 | 2006-06-01 | Lemi Ltd | 脆性材料の割断方法及び装置 |
JP2006256944A (ja) * | 2005-03-14 | 2006-09-28 | Lemi Ltd | 脆性材料の割断方法及び装置 |
JP2008247038A (ja) * | 2008-05-24 | 2008-10-16 | Lemi Ltd | 脆性材料のフルカット割断方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104428264A (zh) | 2015-03-18 |
US20150183679A1 (en) | 2015-07-02 |
TW201412662A (zh) | 2014-04-01 |
WO2014010490A1 (ja) | 2014-01-16 |
TW201406688A (zh) | 2014-02-16 |
JP6065910B2 (ja) | 2017-01-25 |
WO2014010506A1 (ja) | 2014-01-16 |
KR20150037816A (ko) | 2015-04-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6065910B2 (ja) | 化学強化ガラス板の切断方法 | |
WO2013084877A1 (ja) | 強化ガラス板の切断方法、および強化ガラス板切断装置 | |
WO2013084879A1 (ja) | 強化ガラス板の切断方法、及び強化ガラス板切断装置 | |
JP5201295B2 (ja) | 強化ガラス板の切断方法 | |
WO2013150990A1 (ja) | 強化ガラス板の切断方法、及び強化ガラス板切断システム | |
WO2013031655A1 (ja) | 強化ガラス板の切断方法、および強化ガラス板切断装置 | |
JP2013043808A (ja) | 強化ガラス板切断用保持具及び強化ガラス板の切断方法 | |
JP2013203630A (ja) | 強化ガラス板の切断方法 | |
WO2013031778A1 (ja) | 強化ガラス板の切断方法、および強化ガラス板切断装置 | |
JP2013203631A (ja) | 強化ガラス板の切断方法、及び強化ガラス板切断装置 | |
WO2012172960A1 (ja) | ガラス板の切断方法 | |
JP2013245153A (ja) | 強化ガラス板の切断方法 | |
TW201040117A (en) | Method of separating strengthened glass | |
JP2014012611A (ja) | 化学強化ガラス板 | |
US20210107829A1 (en) | Methods of making a foldable apparatus | |
JP2013119495A (ja) | 強化ガラス板の切断方法 | |
JP2015034096A (ja) | 強化ガラス板の切断方法、及び強化ガラス板切断装置 | |
JP2013119494A (ja) | 強化ガラス板の切断方法、および強化ガラス板切断装置 | |
JP2012193090A (ja) | ガラス板、およびその製造方法 | |
JP2015034095A (ja) | 強化ガラス板の切断方法、および強化ガラス板切断装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160906 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161031 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161129 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161212 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6065910 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |